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大学物理实验报告 课程名称： 大学物理实验 实验名称： 低电阻测量 低电阻测量 实验项目名称：低电阻测量 实验目的 1.掌握用伏安法测量低电阻的方法 2.用欧姆定律测量导体的电阻率 3.了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及避免的方法 实验原理 用安培表和毫伏表按欧姆定律R＝V／I测量电阻R，设R在1Ω以下，按一般接线方法用如图1（a）所示的电路。由图1（a）可见，如果把接线电阻和接触电阻考虑在内，并设想把它们用普通导体电阻的符号表示，其等效电路如图1（b）所示。 其中r1、r2分别是连接安培表及变阻器用的两根导线与被测电阻两端接头处的接触电阻及导线本身的接线电阻，r3、r4是毫伏表和安培表、滑线变阻器接头处的接触电阻和接线电阻。通过安培表的电流I在接头处分为I1、I2两支，I1流经安培表和R间的接触电阻再流入R，I2流经安培表和毫伏表接头处的接触电阻再流入毫伏表。因此，r1、r2应算作与R串联；r3、r4应算作与毫伏表串联。由于r1、r2的电阻与R具有相同的数量级，甚至有的比R大几个数量级，故毫伏表指示的电位差不代表R两端的电位差。也就是说，如果利用毫伏表和安培表此时所指示的值来计算电阻的话，不会给出准确的结果。 为了解决上述问题，试把连接方式改为如图2（a）所示的式样。同样用电流流经路线的分析方法可知，虽然接触电阻r1、r2、r3和r4仍然存在，但由于其所处位置不同，构成的等效电路改变为图2（b）。由于毫伏表的内阻大于r3、r4、R，故毫伏表和安培表的示数能准确地反映电阻R上的电位差和通过的电流。利用欧姆定律可以算出R的正确值。 由此可见，测量电阻时，将通电流的接头（电流接头）a、d和测量电位差的接头（电压接头）b、c分开，并且把电压接头放在里面，可以避免接触电阻和接线电阻对测量低值电阻的影响。 实验仪器 四端电阻，待测电阻棒（铜、铝、铁），直流电源，电流表，电压表，电阻箱 实验内容及步骤 1、按照如上图1所示，连接电路，导线连接在电阻棒两端，记录电压表和电流表的示数。 2、改变电路连接方式，将导线连接方式变成四端连接，观察电压表和电流表示数的变化。 3、使用四端电阻连接方法，连接铝电阻棒，改变铝棒接入电路的长度，记录铝棒的长度l、电流i、电压u，记录6组数据。 4、按照同样方法，将铝棒换成铜棒和铁棒，分别记录6组数据。 数据记录及处理 铝棒 铝电阻率理论值2.83 ×10-8Ω·m R—L的关系曲线 铜棒 黄铜电阻率理论值6.9 ×10-8Ω·m R—L的关系曲线 铁棒 铁电阻率理论值9.78 ×10-8Ω·m R—L的关系曲线 七、实验结果分析与小结 误差分析 通过计算发现，测量值都比理论值偏大。我认为有以下几个原因： 1、测量误差，读数时不够精确。 2、所测电阻为低值电阻，连接电路时有接线电阻以及接触电阻的影响。 3、仪器本身存在的误差，电表产生波动。 4、?导体棒使用时间过长，不再纯净，比如铜会产生铜绿，铁会生锈，时间使用长了有氧化物之后产生误差。 5、四端电阻上的螺帽没有拧紧，存在不稳定现象。 实验感想 通过这次实验，我学习了低电阻测量的相关原理。当然，在其中也遇到了很多问题，也有一些收获和感悟。 首先，老师让我们先只用两端接线的方法，再用四端电阻的接线方法，让我们观察到了电压的巨大变化。从而对在测量低电阻时，接线电阻以及接触电阻的影响有了很明显的认识。这个实验做起来比较简单，如果只是直接用四端电阻测量记录数据的话，我们是不可能有这么深刻的体会的。要在对比中才能真正感受到实验的乐趣，而不只仅仅是为了完成实验。 其次，为什么数据是记录6次呢。以前做实验从来没有注意到过。这是因为根据贝塞尔公式，当测量6次时，A类不确定度就约等于标准偏差。这是处理实验数据的方法。正如老师说的那样，实验做完了过些时候就会忘记了，我们要学会掌握的就是处理数据的方法，不仅是在物理实验中，在任何领域都是这样。的确，以前都是不加思考的照搬课本，并没有自己总结。只有在总结中，自己才能有收获。 当然，这次实验我们还简要回顾了以往测电阻的方法，比如伏安法、欧姆表直接测量、等效替代法、惠斯通电桥、半偏法，所以我们发现，测量的方法多种多样，而他们的测量精度和适用范围不同，必须选用最适当的方法。其实做任何事也是这样，特别是科学研究，要探求最精确最有效最方便的方法，不断创新实践，方能成功。 大学物理实验报告 课程名称： 大学物理实验 实验名称： 冰的熔解热的测量