《大学物理实验》课程教学资源（操作指导）惠斯登电桥测电阻

惠斯登电桥测电阻操作指导一、实验目的：1、掌握惠斯登电桥的原理和特点2、学习使用惠斯登电桥测电阻的方法二、实验原理：单臂电桥线路如图1所示，被测电阻R(即图中R)与三个已知电阻R、R、R、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个对角线上接电源E，称为电桥的电源对角线。电源接通，电桥线路中各支路均有电流通过。当B、D两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流1。=0，检流计指针指零，这时电桥处于平衡状态。此时VB=VDRxR于是RNR2根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此，电桥测电阻的计算式为：RXRLRNRx=(1)R2D电阻为电桥的比率臂，称为倍率k，R为比较KR2图1单臂电桥原理图臂。三、实验仪器：线式电桥、检流计、直流稳压电源、待测电阻3个、电阻箱、导线若干、保护开关、表头、电压表四、实验操作步骤：RR电阻丝标尺电阻丝标尺/10EK,K,图2惠斯登电桥测电阻电路图3测表头内阻电路图（附加部分）1、按图2所示接好电路：电路接好后仔细检查，并请教师检查无误后才能接通电源。1

惠斯登电桥测电阻操作指导 一、实验目的： 1、掌握惠斯登电桥的原理和特点 2、学习使用惠斯登电桥测电阻的方法 二、实验原理： 单臂电桥线路如图 1 所示，被测电阻RX(即图中 R3)与三个已知电阻R1、R2、 RN、连成电桥的四个臂。四边形的一个对角线接有检流计，称为“桥”，另一个 对角线上接电源E，称为电桥的电源对角线。电源接通，电桥线路中各支路均有 电流通过。 当 B、D 两点之间的电位相等时，“桥”路中的电流 ，检流计指针指零， 这时电桥处于平衡状态。此时 = 0 g I =VV DB 2 1 R R R R N X 于是 = B R1 Rx 根据电桥的平衡条件，若已知其中三个臂的 电阻，就可以计算出另一个桥臂的电阻，因此， 电桥测电阻的计算式为： A C X RN R R R 2 1 = （1） 电阻 2 1 R R 为电桥的比率臂，称为倍率 k RN 比较 臂。 ， 为 三、实验仪器：线式电桥、检流计、直流稳压电源、待测电阻 3 个、电阻箱、导 线若干、保护开关、表头、电压表 四、实验操作步骤： 图 2 惠斯登电桥测电阻电路图 3 测表头内阻电路图（附加部分） 1、按图 2 所示接好电路；电路接好后仔细检查，并请教师检查无误后才能接通 电源。 图 1 单臂电桥原理图 D R 2 E K G R N 1

2、接通电源，将保护开关K，选择在粗调档上，D点选择在线式电桥中间附近，改变Rs的阻值，使检流计指针偏转为零。3、再将保护开关K，选择在中调和细调两档上，重复上述实验过程，直至电桥处于平衡，此时，记录电阻箱Rs的阻值和L、L，的数值（注意有效数字位数）。4、按上述实验步骤测量另外两个电阻Rx2、Rx3，分别记录电阻箱Rs的阻值和L、L,的数值。数据记录待测D点左端线长D点右端线长电阻箱读数R, (0)电阻Rx测=Rs (Q)L2L (cm)L (cm)RxiRX2Rx3数据处理：计算相对不确定度和不确定度待测电阻Rx的相对不确定度及不确定度，可按下式计算：ARxARL) +(AR2) +ARs)?U,Rx测R.RRsVARx= Rx测×U,其中：R、R,为比率臂的阻值，R,=L,P，R,=LzP，△R, = L,P,△R2i =△L,p,L=△L=0.05cm（仪器示值误差限），△Rs =0.1%,p为电阻率，Rs[Rx=Rxa±ARx结果表达：[U, = x%附加部分：用惠斯登电桥测量表头内阻1、在惠斯登电桥电路中，用给定表头替换检流计，并在表头两端并联电压表，见图3电路图。2、改变电阻箱的阻值，使表头指针偏转至表盘的2/3处，3、读取电压表和表头读数，利用欧姆定律计算表头内阻。2

2、接通电源，将保护开关K1选择在粗调档上， D点选择在线式电桥中间附近， 改变RS的阻值，使检流计指针偏转为零。 3、再将保护开关K1选择在中调和细调两档上，重复上述实验过程，直至电桥处 于平衡，此时，记录电阻箱RS的阻值和 L1、 的数值（注意有效数字位数）。 L2 4、按上述实验步骤测量另外两个电阻RX2、RX3，分别记录电阻箱RS的阻值和 、 的数值。 L1 L2 数据记录 待 测 D 点左端线长 D 点右端线长 电阻箱读数 X RS L L R 2 1 = 电 阻 测 （Ω） L1（cm） L2（cm） Rs（Ω） Rx1 Rx2 Rx3 数据处理：计算相对不确定度和不确定度 待测电阻RX的相对不确定度及不确定度，可按下式计算： 2 2 2 2 2 1 1 )()()( S S X X r R R R R R R R R U Δ + Δ + Δ = Δ = 测 Δ = XX 测 ×URR r ； 其中： R1、 为比率臂的阻值， R2 = LR 11 ρ ， = LR 22 ρ ， Δ = ΔLR 11 ρ ，Δ 21 = ΔLR 2ρ ， ΔL1=ΔL2=0.05cm（仪器示值误差限）， = %1.0 Δ S S R R ρ 为电阻率， ， ⎩ ⎨ ⎧ = Δ±= xU % RRR r 结果表达： X X测 X 附加部分：用惠斯登电桥测量表头内阻 1、在惠斯登电桥电路中，用给定表头替换检流计，并在表头两端并联电压表， 见图 3 电路图。 2、改变电阻箱的阻值，使表头指针偏转至表盘的 2/3 处， 3、读取电压表和表头读数，利用欧姆定律计算表头内阻。 2