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1 实验名称 电桥法测中、低值电阻 一 . 目的和要求 1. 掌握用平衡电桥法测量电阻的原理和方法; 2. 学会自搭电桥，且用交换法测量电阻来减小和修正系统误差 ; 3. 学会使用 QJ-23 型惠斯登电桥测量中值电阻的方法; 4. 学会使用 QJ-42 型凯尔文双臂电桥测量低值电阻的方法 ; . 实验原理 直流平衡电桥的基本电路如下图所示。 图中  RA ,R B  称为比率臂，  Rs为可调的标准电阻，称为比较臂，  Rx 为待测电阻。在电 路的对角线（称为桥路）接点  BC之间接入直流检流计，作为平衡指示器，用以比较这两点 的电位。调节  Rs的大小，当检流计指零时，  B，C 两点电位相等  U AC  U AB ； U CD  U  BD  ， 即 I A RA  I B RB ；  I X R X  I S RS 。因为检流计中无电流，所以  I A  I  X  ， I B  I S ，得到电 桥平衡条件 Rx RA Rs。 RB 三 . 实验仪器 直流电源， 检流计， 可变电阻箱， 待测电阻， 元器件插座板， QJ24a 型惠斯登直流电桥， QJ42 型凯尔文双臂电桥，四端接线箱，螺旋测微计 四 . 实验方法 按实验原理图接好电路； 根据先粗调后细调的原则， 用反向逐次逼近法调节， 使电桥逐步趋向平衡。 在调节过 程中，先接上高值电阻 Rm，防止过大电流损坏检流计。当电桥接近平衡时，合上 KG 以提高 桥路的灵敏度，进一步细调； 用箱式惠斯登电桥测量电阻时，所选取的比例臂应使有效数字最多。 五 . 数据记录与分析 交换法研究自搭电桥的系统误差 RA/R B=100/ 100 RB/R A=100/100 RS 仪 σ RS R’ S 仪 σ RS’ - R ( Ω ) R’ ( Ω ) ( Ω ) ( Ω) ( Ω ) ( Ω ) S S R X2 RX3 2 1 2 1 RS仪＝ (0.001 RS 0.002m) ，其中 RS 是电阻箱示值， m 是所用转盘个数， RS RS RS仪 ， RX RSRS ， 1 RS 2 RS 2 RS 3 R X 2 RS R RS R 2 RS RS S S 所以 RX2 297.8 0.1 ， RX 3 1995.4 0.8 不同比例臂对测量结果的影响 RA/R B RS( Ω ) RX1( Ω ) 结论 100/100 比例臂越小，有效数 100/1000 字位数越多，测量结 100/10000 果越精确。 用箱式惠斯登电桥测量电阻 RX 比率 C RS( Ω ) RX( Ω ) 结果 RX1 5098 比例臂 C 的选取应使有效数字 X2 2990 位数最多，从而提高测量精度 R RX3 1 1990 1990 用开尔文电桥测量低值电阻 铜棒平均直径 d＝（多次测量取平均） （末读数－初读数） 铜棒长度 /mm 电阻值 /10 -3 Ω 电阻 R L 4 L ，由下图中的拟合直线得出斜率 4 0.00609 ， d 2 k 2 S d 2 3 2 则电阻率 d k 3.142 0.00609 3.975 10 7.56 10 8 m 4 4 六 . 分析讨论题 当惠斯登电桥平衡后，若互换电源与检流计位置，电桥是否仍保持平衡试说明之。 答：电桥仍保持平衡。在互换电源与检流计位置前，电桥平衡条件为  Rx  RA  Rs，互 RB 换位置后的电桥线路如下。在新桥路内，若  Ig  0 ，检流计无电流通过，  A， D 两点电位相 等。则有  U CA  U CD  ,U  AB  U DB ; I  A  I B  , Ix  Is ，因而有  I AR A  IxRx; I  B RB  IsRs 的关 系。这样  RA  / R B  Rx / Rs 。即  Rx  RA  Rs就是互换位置前的平衡条件。所以电桥仍保持 RB 平衡。 2 实验名称 静 电 场 测 绘 一 . 目的与要求 学习用模拟法测绘静电场的分布。 加强对电场强度和电势的概念。 . 实验原理 由于静电实验条件苛刻且不稳定，而稳恒电流的电场和相应的静电场的空间是一致的， 在一定的条件下，可以用稳恒电流的电场来模拟测绘静电场。 静电场与稳恒电流场的对应关系为 静 电 导体上的电荷± Q  场  极间电流  稳 恒 电 流 场 I 电场强度  E  电场强度  E 介电常数  电导率 电位移 D = E 电流密度 J = E 无荷区 E dS 0 无源区 E dS 0 电势分布 2U 0 电势分布 2U 0 根据上表中的对应关系可知， 要想在实验上用稳