大学物理实验双臂电桥测低电阻..doc

《基础物理》实验报告 学院： 专业： 实验名称 油滴法测电子电荷量 姓 名 年级/班级 学 号 一、实验目的 二、实验原理 三、实验设备及工具 四、实验内容及原始数据 五．实验数据处理及结果（数据表格、现象等） 六、实验结果分析（实验现象分析、实验中存在问题的讨论） 实验题目 双臂电桥测低电阻 实验目的 熟悉双臂电桥的原理、特点和接线方法。 掌握测量低电阻的特殊性和采用四端接法的必要性。 了解金属电阻率测量方法的要点。 实验原理 为了消除接触电阻对于测量结果的影响，需要将接线方式改成下图 3方式，将低电阻Rx以四端接法方式连接，等效电路如图 4 。此时毫伏表上测得电眼为Rx的电压降，由Rx = V/I即可准测计算出Rx。接于电流测量回路中成为电流头的两端(A、D)，与接于电压测量回路中称电压接头的两端(B、C)是各自分开的，许多低电阻的标准电阻都做成四端钮方式。 根据这个结论，就发展成双臂电桥，线路图和等效电路图?和图?所示。?标准电阻RnRin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、R ix2，都连接到双臂电桥测量回路的电路回路内。标准电阻电压头接触电阻为Rn1、R n2，待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2，连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R 2、R3、R相串连，故其影响可忽略。 由图?和图?，当电桥平衡时，通过检流计GIG = 0, C和D两点电位相等，根据基尔霍夫定律，可得方程组（1） ? (1) ?解方程组得 (2)? 通过联动转换开关，同时调节R1、R 2、R3、R，使得成立，则（2）式中第二项为零，待测电阻Rx和标准电阻Rn的接触电阻Rin1、R ix2均包括在低电阻导线Ri内，则有 (3)? 实验仪器 铜棒，铝棒，稳压源，电流表，限流电阻，双刀双掷开关，标准电阻，检流计，低电阻，电桥，导线等。 本实验所使用仪器有?QJ型双臂电桥（???级）、JWY5A15V）、电流表（5A）、RP电阻、双刀双掷换向开关、0.001?0.01级）、超低电阻（小于0.001??连接线、直流复射式检流计（?C15/46型）、千分尺、导线等。 实验步骤 用双臂电桥测量金属材料（铜棒、铝棒）的电阻虑?，先用（3）式测量Rx,再求?。 将铜棒安装在测试架上，按实验电路图接线。选择长度为?cm，调节R1，R2为1000??调节R使得检流计指示为0，读出此时R的电阻值。利用双刀开关换向，正反方向各测量3组数据。 2．选取长度30cm,重复步骤1。 3．在6个不同的未知测量铜棒直径并求D的平均值。 4．计算2种长度的和?，再求。 5．取铜棒40cm长度，计算测量值的标准偏差。 6．将铜棒换成铝棒，重复步骤1至5。 实验电路图 注意事项 ???????? 按线路图电流回路接线，标准电阻和未知电阻连接到双臂电桥时注意电压头接线顺序。 ???????? 先将铝棒(后测铜棒)安装在测试架刀口下面，端头顶到位螺丝拧紧。 ????????? 检流计在X1和X0.1档进行调零、测量，不工作时拨到短路档进行保护。 实验数据 表1-1 铜(铝)棒直径 直径(mm) 1 2 3 4 5 6 铜棒 5.118 5.097 5.078 5.086 5.073 5.070 铝棒 5.110 5.111 5.120 5.121 5.090 5.108 “零点”1.110mm 表1-2 铜棒40cm电阻 电阻(Ω) 1 2 3 正向 1623 1621 1621 反向 1624 1626 1628 表1-3 铜棒30cm电阻 电阻(Ω) 1 2 3 正向 1206 1205 1205 反向 1207 1207 1207 表1-4 铝棒40cm电阻 电阻(Ω) 1 2 3 正向 745 745 744 反向 747 746 746 Rn 0.01级 电桥 0.02级 数据处理 表1-5 直径计算 直径（mm） 平均值 标准差δ 不确定度 铜棒 5.087 0.01804 0.00737 铝棒 5.110 0.01119 0.00457 表1-6 电阻计算 电阻() R=R3 不确定度 不确定度 铜棒40cm 1623.8 1.1377 1.6238 1.1377 铜棒30cm 1206.2 0.4014 1.2062 0.4014 铝棒40cm 745.5 0.4282 0.7455 0.4