【高中物理实验奥赛】直流平衡自组电桥2019
自组电桥物理实验报告
一、实验目的1. 理解惠斯通电桥的平衡原理及桥式电路的特点。
2. 学会用自组电桥测量电阻的方法。
3. 了解影响电桥灵敏度的因素，并对测量结果进行误差分析。
二、实验原理1. 惠斯通电桥原理：惠斯通电桥是一种常用的测量电阻的仪器，其基本原理是基于平衡原理。
当电桥的四个电阻R1、R2、Rx、R4满足以下关系时，电桥达到平衡状态：\[ \frac{R1}{R2} = \frac{Rx}{R4} \]通过调节R2和R4，可以找到使电桥平衡的电阻值，从而计算出待测电阻Rx。
2. 电桥的灵敏度：电桥的灵敏度定义为在电桥平衡状态下，待测电阻Rx的微小改变量所引起的电桥输出电流的相对变化量。
灵敏度越高，说明电桥对电阻变化越敏感，测量结果越准确。
三、实验仪器1. 直流稳压电源2. 开关3. 四线电阻箱（3个）4. 滑动变阻器（2个）5. 待测电阻（3个）6. 检流计7. 导线若干四、实验步骤1. 按照实验电路图连接电路，确保连接正确无误。
2. 将待测电阻接入电路中，并调节滑动变阻器使电路电流稳定。
3. 打开开关，观察检流计指针偏转情况。
4. 调节电阻箱R2和R4，使检流计指针指零，即电桥达到平衡状态。
5. 记录电阻箱R2和R4的读数，根据平衡条件计算出待测电阻Rx的值。
6. 重复步骤3-5，分别测量三个不同待测电阻的值，求平均值作为最终测量结果。
五、实验结果与分析1. 实验数据：| 待测电阻Rx（Ω） | R2（Ω） | R4（Ω） || :--------------: | :-----: | :-----: || 100 | 50 | 100 || 200 | 100 | 200 || 300 | 150 | 300 || 平均值Rx（Ω） | 200.0 || :-----------: | :----: |2. 误差分析：（1）系统误差：由于电阻箱的精度限制，以及电路连接误差等因素，导致测量结果存在一定的系统误差。
直流平衡电桥测电阻实验报告记录
直流平衡电桥测电阻实验报告记录实验目的：1. 了解直流平衡电桥的基本原理和测量电阻的方法3. 验证欧姆定律和串联与并联规律实验器材：电池、电阻箱、电流表、电压表、直流平衡电桥实验原理：直流平衡电桥是一种测量电阻的仪器，其原理基于基尔霍夫电路定律。
当桥路四个电阻相等时，桥路两端电压差为零，此时称为平衡状态。
在平衡状态下，另外一个待测电阻可以由电桥电路中其余电阻值的关系计算出来。
电桥误差主要来源于电桥的非线性和接触电阻，可以通过合理选择电桥和精确校准电桥来减小误差。
实验步骤：1. 搭建电桥电路，具体见图1。
2. 调节电阻箱，使得电桥两侧电压差为零。
3. 记录电桥电路中各个电阻箱的电阻值，计算出待测电阻值。
4. 重复以上步骤多次，计算出待测电阻的平均值。
5. 用电流表和电压表测量电桥电路中的电流和电压，验证欧姆定律和串联与并联规律。
6. 记录实验结果并进行分析。
实验结果：在电桥电路中，选取R1=R2=100Ω，R3=600Ω，R4为待测电阻，测得电桥两侧电压差为零时，R4的电阻值为：R4= ( R3 × R2 ) / R1 = 600 × 100 / 100 = 600Ω重复测量多次，得到待测电阻平均值为600Ω。
误差分析：电桥误差主要来自电桥本身非线性和接触电阻等因素。
在实验中，应该通过合理选择电桥和精确校准电桥来减小误差。
并且，在操作电阻箱时需要小心，尽量保证电阻箱内接触良好。
在测量电流和电压时，应该注意测量仪器的精度，以免误差。
本实验采用直流平衡电桥测量电阻的方法，实验结果表明该方法可行。
经过多次测量和计算，得出的待测电阻值与理论值相符。
在实验中，应该注意减小电桥误差，并且保证电阻箱内接触良好，测量仪器的精度，以免误差。
自组电桥的实验报告
一、实验目的1. 了解自组电桥的工作原理和测量电阻的基本方法。
2. 掌握电桥平衡条件的应用，学会调节电桥以达到平衡状态。
3. 通过实验，提高实际操作能力和数据处理能力。
二、实验原理自组电桥是一种测量电阻的仪器，其基本原理是利用电桥平衡条件，通过比较待测电阻与已知电阻的比值，从而计算出待测电阻的值。
电桥由四个电阻组成，分为比例臂、比较臂和测量臂。
当电桥达到平衡状态时，测量臂的电阻值即为待测电阻的值。
电桥平衡条件：R1/R2 = Rx/R3其中，R1、R2为比例臂电阻，R3为比较臂电阻，Rx为待测电阻。
三、实验仪器与设备1. 电桥板（包括比例臂、比较臂、测量臂和电源）2. 电阻箱（用于调节电阻值）3. 检流计（用于检测电流）4. 待测电阻5. 电源6. 导线四、实验步骤1. 按照实验电路图，正确连接电桥板、电阻箱、检流计、电源和待测电阻。
2. 调节电阻箱，使比例臂电阻R1和R2的比值等于1。
3. 接通电源，调节电阻箱，使电桥达到平衡状态。
此时，检流计中无电流通过。
4. 记录平衡状态下比较臂电阻R3的值。
5. 断开电源，拆除待测电阻。
6. 将待测电阻替换为已知电阻，重复步骤3-5，记录已知电阻的值。
7. 根据电桥平衡条件，计算待测电阻的值。
五、实验结果与分析1. 实验数据比例臂电阻R1：10Ω比例臂电阻R2：10Ω比较臂电阻R3：20Ω已知电阻：30Ω待测电阻：？2. 实验结果根据电桥平衡条件，计算待测电阻的值：Rx = R3 R1 / R2Rx = 20Ω 10Ω / 10ΩRx = 20Ω实验结果显示，待测电阻的值为20Ω。
3. 结果分析通过实验，我们验证了自组电桥测量电阻的基本原理和测量方法。
在实验过程中，我们掌握了电桥平衡条件的应用，通过调节电阻箱，使电桥达到平衡状态，从而计算出待测电阻的值。
实验结果与理论计算值相符，说明实验方法正确。
六、实验总结1. 通过本次实验，我们了解了自组电桥的工作原理和测量电阻的基本方法。
直流平衡电桥测电阻实验报告记录
直流平衡电桥测电阻实验报告记录实验报告记录：直流平衡电桥测电阻实验一、实验目的1.学习使用直流平衡电桥测量电阻的方法。
2.掌握电桥平衡的原理及调节方法。
3.了解直流电桥在精密测量中的应用。
二、实验原理直流平衡电桥是一种高精度的电阻测量方法，常用于测量小电阻或高精度的电阻。
其原理基于电桥平衡时，待测电阻与标准电阻的比值等于电桥两臂的电阻比值。
通过调节电桥的电阻值，可以使电桥达到平衡状态，从而准确测量待测电阻的阻值。
三、实验步骤1.准备实验器材：直流平衡电桥、电源、电阻器、导线等。
2.将电源与电桥连接，电桥的输入端接电源，输出端接地。
3.将待测电阻放置在电桥的两个桥臂之间。
4.调整电桥的电阻值，使电桥达到平衡状态。
此时，电桥输出的电压为零。
5.读取电桥上待测电阻的值，并与标准电阻进行比较。
6.记录实验数据，分析误差来源。
7.整理实验器材，结束实验。
四、实验结果与分析1.实验数据记录：通过实验数据可以看出，使用直流平衡电桥测量电阻具有较高的精度，误差较小。
实验中采用了高精度的电阻器和电桥，同时对实验环境进行了严格的控制，避免了温度、湿度等因素对测量结果的影响。
此外，通过调节电桥的电阻值，可以获得更高的测量精度。
五、结论与建议1.结论：本实验通过使用直流平衡电桥测量电阻的方法，验证了电桥平衡的原理及调节方法。
实验结果表明，直流平衡电桥是一种高精度的电阻测量方法，适用于小电阻或高精度的电阻测量。
该方法具有操作简便、精度高、稳定性好等优点。
2.建议：在今后的实验中，可以进一步研究不同类型和阻值的电阻对测量结果的影响，以便更好地掌握直流平衡电桥测电阻的方法。
同时，对于更精密的测量需求，可以尝试采用更先进的电桥技术和设备，以提高测量精度和稳定性。
此外，在实际应用中，需要注意保护电桥设备，避免因误操作或环境因素导致损坏。
六、参考文献（此处列出参考文献）。
高中物理竞赛(直流电)
恒定电流一、部分电路的欧姆定律 1.电阻定律：SL Rρ=，电阻率ρ=ρ0（1+αt ）与温度有关。
当1<<α时，)1(]1)(1[11111211212t t t t t t ∆+=+-+=++=αρααρααρρ，一般不考虑温度的变化。
导体的导电性能好坏是ρ的大小，不是R 的大小，银的ρ最小，导电性能最好。
2.欧姆定律：I =U /R 。
导体和半导体的伏安特性曲线有什么区别？电容对电路有什么影响？ 3.电路的串联和并联：①串联：电流相等，总电压等于各电阻上的电压之和。
由U =IR =IR 1+IR 2+⋅⋅⋅，得R =R 1+R 2+⋅⋅⋅。
②并联：电压相等，总电流等于各电阻上的电流之和。
③ ++=21P P P 由++==21R U R U R U I，得++=21111R R R。
4.电功和电功率 ①电功率：P =IU 。
②焦耳定律：P Q =I 2R 。
UI ≥I 2R ，由电路的能量转化决定。
1. 如图所示,已知电源的输出电压为50V 并保持不变.电容器的电容为C =2.0×10-6F,AB 是粗细均匀的电阻丝,长为L ,总电阻是R 的4倍.C 是AB 的中点,并固定不动.开始时P 离A 的距离为L /4,当P 向右移动到离B 的距离为L /4的过程中.求:下列两种情况下流过电流计的电量.(1)K 打开.(2)K 闭合. [答案：(1) 5⨯10-5C;(2)2.86⨯10-5C]解(1)原电容的电压450V,后为-450V,电压变化50V,得Q 1=5⨯10-5C. (2)原750V,后-750V,变化7100V,得Q 2=2.86⨯10-5C.2. 在两个相同的绝热容器A 和B 中封入质量相等,压强都是一个大气压的同种气体,原来的温度都是27℃,A 容器中用电阻器R 1=150Ω加热,B 容器中用电阻器R 2=50Ω加热,电阻器R 1和电阻器R 2并联在同一电源上,加热相同时间,A 容器中气体的压强变为1.05个大气压,求此时B 容器内气体的压强. （答案：1.15atm ）解:对A 容器,初状态T 1=300K,P 1=1atm,未状态T 2=T 1+∆t A ,P 2=1.05P 1,有查理定律2211T P T P =,得A 容器内温度升高为∆t A =15K,设通电时间为t ,对A ,有热平衡方程:At cm t R U∆=12—(1)对B 容器,有热平衡方程:Bt cm t R U∆=22—(2)有(1),(2)式得得B 容器内温度升高为∆t B =3∆t A =45K,对B 容器,初状态T 1'=300K,P 1'=1atm,未状态T 2'=T 1'+∆t B =345K,有查理定律2211T P T P ''='',得B 容器内气体的压强P 2'=1.15atm.或,2211T P T P = 得T P T T P ∆∝∆=∆12，所以15.031=∆='∆P P atm ，P 2'=1.15atm.3. 一个灯泡的伏安特性曲线如图所示,将它与一个电阻R =10Ω串联后接在U =8V 的电路中,求此时灯泡两端的电压和通过灯泡中的电流. （答案：U '=2.4V,I =0.48A ）解:①电流相等，电压相加为8V ，②反向画出U =IR ， 与伏安特性曲线交点就是工作点。
直流平衡电桥测电阻 实验报告
直流平衡电桥测电阻实验报告
实验报告
本次实验的目的是使用直流平衡电桥来测量一个电阻的值。
为此，我们在实验室中采
用了一套直流平衡电桥实验装置。
该装置原理利用两个并联电阻（R1和R2）及其由四级
调整旋转式电位器组成的电桥网络，其中R2作为Rx（待测电阻），用示波器连接到网络，其中测量待测电阻R2 的值。
在实验中，我们首先用多用途电源给直流平衡电桥设备供电，然后将电位器调节到第
一个位置，连接额定值电阻R1 和Rx（待测电阻）到电桥网络中，R2 设置为待测电阻，
再给示波器和电桥供电。
实验开始，首先通过调整R1 趋近于R2 值，使示波器出现平滑的直线，以显示此时
电桥处于平衡状态，我们使用此时R1 的电阻值来表示R2 的电阻值，这样就可以测量出
待测电阻的值了。
之后，我们再将电桥网络连接到不同额定值的待测电阻，重复电桥平衡
的过程，从而计算出不同待测电阻的值。
通过本次实验，我们获得了关于待测电阻的值，为保证测量结果的准确性，我们还测
量了同一批次待测电阻三次，最终获得准确精确的测量结果。
通过这次实验，我们了解了
利用直流平衡电桥进行电阻测量的原理，以及实际操作的技术方法，很好的实践了电子测
量的知识。
希望这次实验能够提高我们进行电子设备测量的能力。
直流电桥的原理与应用实验
直流电桥的原理与应用实验简介直流电桥是一种用来测量电阻、电容、电感等的仪器，它通过平衡电桥的方法来判断被测物理量的大小。
本文将系统介绍直流电桥的原理和应用实验的方法。
原理直流电桥是基于电桥平衡原理工作的。
电桥平衡是指电桥四个电阻中电压的总和为零的状态。
当电桥平衡时，可以根据待测物理量与电桥电阻成正比的关系计算出被测量。
直流电桥主要由四个电阻、一个校准电阻、一个待测电阻和一个测量电压的表头组成。
实验步骤1.连接电路：按照电桥的原理图连接电路。
将待测电阻与校准电阻相连，并将它们连接到电桥上。
2.调节电桥：调节电桥上的调节器，使电桥平衡。
通常需要调节电桥的调节器，直到表头的示数为零。
3.测量电压：用表头测量电桥上的电压值。
记录下测量的电压值。
4.计算待测电阻：根据测量的电压值和已知的校准电阻值，通过计算公式计算出待测电阻的值。
实验注意事项•在进行实验前，检查电路连接是否正确，并确保仪器工作正常。
•在调节电桥时，应小心调节，避免粗暴操作导致电桥故障。
•在多次测量后应取测量值的平均值，以提高测量的准确度。
•实验完成后应及时断开电路，并将仪器归位。
应用领域直流电桥在实际应用中有广泛的应用，主要用于以下领域： - 电阻测量：直流电桥可以用来测量电阻，常用于电子元件的测量和电路设计中。
- 电容测量：直流电桥可以利用其平衡能力，测量电容的大小。
- 电感测量：直流电桥可根据电感与电桥电阻成反比的关系，测量电感的大小。
- 电导率测量：直流电桥可用于测试材料的电导率，用于材料的选型和应用中。
总结直流电桥是一种常用的测量仪器，通过平衡电桥的方法可以准确测量电阻、电容、电感等物理量。
在实验中需要正确连接电路、调节电桥使其平衡，并通过测量电压计算待测物理量的值。
直流电桥在电子领域、材料科学等领域的应用非常广泛，对于实验室和科研工作来说是非常重要的工具。
自组直流电桥测量电阻实验报告
自组直流电桥测量电阻实验报告一、实验目的本次实验的主要目的是通过自组直流电桥测量电阻，掌握直流电桥的基本原理、使用方法和注意事项，以及了解电阻的测量方法。
二、实验原理1. 直流电桥的基本原理直流电桥是一种用于测量未知电阻值的仪器。
其基本原理是根据欧姆定律，将待测电阻与已知电阻相比较，通过调节已知电阻和待测电阻之间的比例关系，使得两侧平衡点相等，从而求出待测电阻值。
2. 直流电桥的使用方法（1）接线：将待测电阻R与已知标准电阻R0、可变调节器V和直流稳压源E进行接线。
其中，待测电阻R和标准电阻R0并联在同一支路上。
（2）调节：先将可变调节器V置于最大值位置，再通过逐步降低V 值来达到平衡点。
当两侧平衡点相等时，即为所求。
3. 注意事项（1）保持稳定：在调节过程中应尽量保持稳定，并避免外界干扰。
（2）避免过大电流：应避免过大电流通过待测电阻，以免损坏待测电阻。
（3）避免温度变化：应避免在温度变化较大的环境下进行实验，以免影响测量精度。
三、实验步骤1. 准备工作：将所需仪器设备准备好，包括直流稳压源、自组直流电桥、标准电阻等。
2. 接线：按照上述接线方法进行接线，并将待测电阻与标准电阻并联在同一支路上。
3. 调节：先将可变调节器V置于最大值位置，再逐步降低V值来达到平衡点。
当两侧平衡点相等时，即为所求。
4. 测量数据：记录下调节到平衡点时的已知标准电阻R0和可变调节器V的数值，并计算出待测电阻R的数值。
5. 重复实验：为了提高实验精度，应重复进行多次实验，并取多次结果的平均值作为最终结果。
四、实验结果及分析通过本次实验，我们得到了多组待测电阻R的数值，并计算出其平均值。
在计算过程中，我们还需考虑实验误差的影响。
实验误差主要包括系统误差和随机误差两种。
1. 系统误差系统误差是由于仪器本身的缺陷或使用不当而引起的误差。
在本次实验中，可能存在的系统误差包括电桥电路中电源的波动、电阻温度系数等因素。
2. 随机误差随机误差是由于各种不可预测因素引起的、无规律性的误差。
直流电桥实验报告
直流电桥实验报告直流电桥实验报告引言：直流电桥是一种常用的电路实验仪器，通过电阻的比较测量未知电阻的值。
本次实验旨在探究直流电桥的原理和应用，通过实际操作来验证电桥的准确性和可靠性。
一、实验原理直流电桥是基于韦斯顿电桥原理设计的一种测量电阻的仪器。
它由四个电阻组成的电桥电路，通过调节电桥中的电阻值，使电桥两侧电压差为零，从而求得未知电阻的值。
电桥中的四个电阻分别为已知电阻R1、R2和未知电阻Rx，以及可变电阻Rv。
当电桥平衡时，有以下关系式成立：R1/R2 = Rx/Rv二、实验装置和步骤1. 实验装置：本次实验所使用的实验装置包括直流电源、电阻箱、电流表、电压表和连接线等。
2. 实验步骤：a. 将实验装置连接好，并将电阻箱中的电阻调节到一个已知值。
b. 打开电源，调节电流表和电压表的量程，使其适合实验需求。
c. 调节可变电阻Rv的值，使电桥两侧电压差为零。
d. 记录下此时可变电阻Rv的值，即为未知电阻Rx的值。
e. 重复上述步骤，更换不同的已知电阻值，进行多组实验。
三、实验结果和分析根据实验步骤，我们进行了多组实验，得到了不同已知电阻值下的未知电阻Rx的测量结果。
通过计算和分析这些数据，我们可以得出以下结论：1. 经过多次实验，我们发现当电桥平衡时，电桥两侧电压差为零。
这证明了直流电桥的准确性和可靠性。
2. 在实验中，我们发现电桥平衡时可变电阻Rv的值与未知电阻Rx的值成正比。
这与电桥原理中的关系式一致，验证了电桥原理的有效性。
3. 实验结果显示，电桥能够精确地测量未知电阻的值。
通过对多组实验数据的分析，我们可以得到未知电阻的平均值，并计算出测量误差。
这为我们在实际应用中提供了重要的参考依据。
四、实验应用直流电桥作为一种常用的电路测量仪器，在科学研究和工程实践中有广泛的应用。
以下是一些典型的应用案例：1. 电阻测量：直流电桥可以用于测量电阻的值，特别是对于较小或较大阻值的测量更为准确。
2. 温度测量：利用热敏电阻作为未知电阻，结合直流电桥的测量原理，可以实现温度的精确测量。
直流平衡电桥测电阻实验报告记录
直流平衡电桥测电阻实验报告记录实验目的：1.了解直流平衡电桥的基本原理和结构；2.学习使用直流平衡电桥测量电阻。
实验仪器：1.直流平衡电桥实验仪；2.电阻箱；3.被测电阻。
实验原理：实验步骤：1.将直流平衡电桥实验仪连上电源并通电，待仪表指示静态数值；2.选择合适的已知电阻值并设置在电阻箱上；3.通过调节电桥电阻箱上的电阻值，使得电桥平衡，即仪表指针归零；4.记录此时电桥电阻箱的电阻值；5.将被测电阻连接在电桥上，并通过调节电桥电阻箱上的电阻值，使得电桥再次平衡；6.记录此时电桥电阻箱的电阻值；7.利用测得的电桥电阻箱的电阻值及已知电阻值，计算出被测电阻的数值。
实验结果：已知电阻值为100欧姆，调节电桥电阻箱的电阻值为80欧姆，此时电桥平衡；被测电阻连接电桥后，调节电桥电阻箱的电阻值为120欧姆，电桥再次平衡。
实验分析：根据实验结果，已知电阻值与被测电阻值的比为80欧姆与120欧姆，即比值为2:3因此，被测电阻的数值可以计算为：被测电阻=已知电阻×比值=100欧姆×(3/2)=150欧姆实验总结：通过本次实验，我掌握了直流平衡电桥测量电阻的方法和步骤，并学会了如何根据已知电阻值和电桥平衡条件来计算被测电阻值。
实验过程中，我发现调节电桥电阻箱的电阻值并不是一次性能够找到平衡的，需要反复调节才能精确找到平衡点。
此外，还需要注意电源的电压稳定性，以免影响实验结果的准确性。
实验中，由于电桥平衡时对角线上的电压相等，可以避免了电源电压变化对实验结果的影响。
2019高中物理奥林匹克竞赛复赛实验考核惠斯通电桥实验精品教育
惠斯通电桥在学生实验中，测量电阻的常见方法有伏安法和电桥法。
伏安法测量电阻的公式为（测量的电阻两端电压/测量的流经电阻的电流），除了电流表和电压表本身的精度外，还有电表本身的电阻，不论电表是内接或外接都无法同时测出流经电阻的电流I和电阻两端的电压U，不可避免存在测量线路缺陷。
电桥是用比较法测量电阻的仪器。
电桥的特点是灵敏、准确、使用方便，它被广泛地应用于现代工业自动控制电气技术、非电量转化为电学量测量中。
电桥可分为直流电桥、交流电桥，直流电桥可以用于测电阻，交流电桥可用于测电容、电感。
通过传感器可以将压力、温度等非电学量转化为传感器阻抗的变化进行测量。
惠斯通电桥属于直流电桥，主要用于测量中等数值的电阻（101~106Ω）。
对于太小的电阻（10-6~101Ω量级），要考虑接触电阻、导线电阻，可考虑使用双臂电桥；对于大电阻（107Ω级），要考虑使用冲击检流计等方法。
惠斯通电桥使用检流计作为指零仪表，而实验室用检流计属于μΑ表，电桥的灵敏度要受检流计的限制。
1．惠斯通电桥测量原理图1是惠斯通电桥的原理图。
四个电阻R 0、R1、R2、连成四边形，称为电桥的四个臂。
四边形的一个对角线连有检流计，称为“桥”；四边形的另一对角线接上电源，称为电桥的“电源对角线”。
E为线路中供电电源，学生实验用双路直流稳压电源，电压可在0-30V之间调节。
R保护为较大的可变电阻，在电桥不平衡时取最大电阻作限流作用以保护检流计；当电桥接近平衡时取最小值以提高检流计的灵敏度。
限流电阻用于限制电流的大小，主要目的在于保护检流计和改变电桥灵敏度。
电源接通时，电桥线路中各支路均有电流通过。
当C、D两点之间的电位不相等时，桥路中的电流，检流计的指针发生偏转；当C、D两点之间的电位相等时，桥路中的电流，检流计指针指零（检流计的零点在刻度盘的中间），这时我们称电桥处于平衡状态。
因此电桥处于平衡状态时有：于是即此式说明，电桥平衡时，电桥相对臂电阻的乘积相等。
高中物理奥林匹克竞赛复赛实验考核--惠斯通电桥
实验十二 用惠斯通电桥测电阻电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。
由于它测量准确，方法巧妙，使用方便，所以得到广泛应用。
电桥的种类很多，可是惠斯通电桥（又称单臂直流电桥）是其中的最基本的一种。
该电桥测量电阻的基本思想是将待测电阻与精确的标准电阻比较，因而测量结果精度较高。
尽管各种电桥测量的对象不同，构造各异，但基本原理的思想方法大致相同。
因此，学习掌握惠斯通电桥的原理不仅能为正确使用单臂直流电桥，而且也为分析其他电桥的原理和使用方法奠定了基础。
【实验目的】1．掌握惠斯登电桥的基本原理和结构，并通过它初步了解一般桥式线路的特点。
2．学会用自组电桥和箱式电桥测量电阻，了解测量中的系统误差及其消除方法。
3．了解电桥灵敏度概念以及提高电桥灵敏度的几种途径。
【实验仪器】直流稳压电源，AC5/4型检流计，滑线变阻器，ZX21型电阻箱2个，ZX25a 型电阻箱1个，万用表，单刀开关，待测电阻，若干导线，QJ23型箱式惠斯通电桥（见附录）等 【实验原理】一、惠斯通电桥的基本原理用伏安法测电阻，不可避免要引进电表的接入误差，因而限制了测量准确度的提高，如用比较法测量电阻，则可避免电表的接入误差。
惠斯登电桥就是用比较法测量电阻的一种仪器，它是通过被测电阻与标准电阻进行比较而获得测量结果，图12-1就是它的原理电路。
待测电阻x R 与其它三个电阻1R 、2R 、0R 分别组成电桥的四个臂，在A 、B 两点间连接直流电源E ，在C 、D 点间跨接灵敏检流计G ，由于G 好像搭接在ACB 和ADB 两条并联支路间的“桥”，故通常成为电桥。
适当调节一个或几个桥臂的电阻值，就可以改变各桥臂电流的大小，使C 、D 两点间的电位相等，从而使通过检流计中的电流为零。
这种情况称为“电桥平衡”。
电桥平衡时，C 、D 两点的电势相等。
根据电路知识可知 0xAC ABx R U U R R =+（12-1）112AD ABR U U R R =+（12-2）由AC AD U U =，整理化简后得到102x R R R R =， （12-3）或1002x R R R kR R ==。
高中物理奥林匹克竞赛复赛实验考核--惠斯通电桥
实验十二 用惠斯通电桥测电阻电桥电路是电磁测量中电路连接的一种基本方式。
由于它测量准确，方法巧妙，使用方便，所以得到广泛应用。
电桥的种类很多，可是惠斯通电桥（又称单臂直流电桥）是其中的最基本的一种。
该电桥测量电阻的基本思想是将待测电阻与精确的标准电阻比较，因而测量结果精度较高。
尽管各种电桥测量的对象不同，构造各异，但基本原理的思想方法大致相同。
因此，学习掌握惠斯通电桥的原理不仅能为正确使用单臂直流电桥，而且也为分析其他电桥的原理和使用方法奠定了基础。
【实验目的】1．掌握惠斯登电桥的基本原理和结构，并通过它初步了解一般桥式线路的特点。
2．学会用自组电桥和箱式电桥测量电阻，了解测量中的系统误差及其消除方法。
3．了解电桥灵敏度概念以及提高电桥灵敏度的几种途径。
【实验仪器】直流稳压电源，AC5/4型检流计，滑线变阻器，ZX21型电阻箱2个，ZX25a 型电阻箱1个，万用表，单刀开关，待测电阻，若干导线，QJ23型箱式惠斯通电桥（见附录）等 【实验原理】一、惠斯通电桥的基本原理用伏安法测电阻，不可避免要引进电表的接入误差，因而限制了测量准确度的提高，如用比较法测量电阻，则可避免电表的接入误差。
惠斯登电桥就是用比较法测量电阻的一种仪器，它是通过被测电阻与标准电阻进行比较而获得测量结果，图12-1就是它的原理电路。
待测电阻x R 与其它三个电阻1R 、2R 、0R 分别组成电桥的四个臂，在A 、B 两点间连接直流电源E ，在C 、D 点间跨接灵敏检流计G ，由于G 好像搭接在ACB 和ADB 两条并联支路间的“桥”，故通常成为电桥。
适当调节一个或几个桥臂的电阻值，就可以改变各桥臂电流的大小，使C 、D 两点间的电位相等，从而使通过检流计中的电流为零。
这种情况称为“电桥平衡”。
电桥平衡时，C 、D 两点的电势相等。
根据电路知识可知 0xAC ABx R U U R R =+（12-1）112AD ABR U U R R =+（12-2）由AC AD U U =，整理化简后得到102x R R R R =， （12-3）或1002x R R R kR R ==。
直流平衡电桥测电阻实验报告
直流平衡电桥测电阻-实验报告大连理工大学大 学 物 理 实 验 报 告院（系） 材料学院 专业 材料物理 班级 0705姓 名 童凌炜 学号 200767025 实验台号实验时间 2008 年 12 月 10 日，第16周，星期 三 第 5-6 节实验名称 直流平衡电桥测电阻教师评语实验目的与要求：1） 掌握用单臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。
2） 掌握用双臂电桥测电阻的原理， 学会测量方法。
主要仪器设备：1） 单臂电桥测电阻：QJ24型直流单臂电桥，自制成 绩教师签字惠更斯通电桥接线板，检流计，阻尼开关、四位标准电阻箱、滑线变阻器、电路开关、三个带测电阻、电源；2） 双臂电桥测电阻：QJ44型直流双臂电桥，待测铜线和铁线接线板、电源、米尺和千分尺。
实验原理和内容：1 直流单臂电桥（惠斯通电桥） 1.1 电桥原理单臂电桥结构如右图所示， 由四臂一桥组成； 电桥平衡条件是BD 两点电位相等， 桥上无电流通过， 此时有关系s s xR M R R R R⋅==21成立，其中M=R1/R2称为倍率，Rs 为四位标准电阻箱（比较臂）， Rx 为待测电阻（测量臂）。
1.2 关于附加电阻的问题：附加电阻指附加在带测电阻两端的导线电阻与接触电阻， 如上图中的r1, r2， 认为它们与Rx 串联。
如果R x 远大于r ，则r 1+r 2可以忽略不计，但是当R x 较小时，r 1+r 2就不可以忽略不计了，因此单臂电桥不适合测量低值电阻， 在这种情况下应当改用双臂电桥。
2 双臂电桥（开尔文电桥） 2.1 双臂电桥测量低值电阻的原理双臂电桥相比单臂电桥做了两点改进， 增加R3、R4两个高值电桥臂， 组成六臂电桥；将Rx 和Rs 两个低值电阻改用四端钮接法， 如右图所示。
在下面的计算推导中可以看到， 附加电阻通过等效和抵消， 可以消去其对最终测量值的影响。
2.2 双臂电桥的平衡条件 双臂电桥的电路如右图所示。
在电桥达到平衡时，有1234\\R RR R =，由基尔霍夫第二定律及欧姆定律可得并推导得：31123314131224234243132342433112424()0x S x x x x x x I R I R I R R R R r R I R I R I R R R R R R r R R R R R R R M R I r I r R R R R R R R R R R R R ⎫=-⎫⎛⎫⎪⎪=-⇒=+-⎬ ⎪⎪++⎪⎝⎭⎪⇒===⋅=++⎬⎭⎪⎪=⇒-=⎪⎭可见测量式与单臂电桥是相同的，R1/R2=R3/R4=M称为倍率（此等式即消去了r 的影响），Rs为比较臂，Rx为测量臂。
自组电桥实验报告结果
自组电桥实验报告结果实验目的本实验的主要目的是通过自组电桥实验，研究电阻的测量方法和原理，并了解Wheatstone电桥的使用和调节方法。
实验器材和仪器- 电源- 电阻箱- 变阻器- 导线- 其他辅助器材实验原理电桥是一种使用电流平衡原理测量未知电阻的仪器。
通过调节电桥中的各个电阻值，使电桥平衡，即电流为零，从而可以间接测量未知电阻的大小。
在本次实验中，我们使用了Wheatstone电桥，它是由两个相等的电阻R1和R2以及一个未知电阻Rx和可变电阻Rh组成的电路。
实验步骤及结果1. 将Wheatstone电桥连接好，接通电源。
2. 逐步改变可变电阻Rh的阻值，观察并记录此时电桥是否平衡。
3. 改变未知电阻Rx的大小，记录此时电桥是否平衡。
4. 逐步改变电阻R1和R2的大小，记录此时电桥是否平衡。
通过上述步骤，我们测得了一组数据，并绘制了如下图所示的实验数据图：由实验数据图可知，当电桥平衡时，测量到的电桥两端电压为零，即Rx / Rh = R1 / R2根据这个关系式，我们可以计算出未知电阻Rx的值。
结果分析及讨论根据以上实验结果，我们可以得出以下结论：1. 电桥在平衡状态下，电流通过可变电阻Rh的电压降为零。
根据电流平衡原理，我们可以通过电桥来测量未知电阻Rx的大小。
2. 电桥平衡与否取决于电阻R1、R2、Rh和Rx的大小关系。
当这些电阻之间的比值满足一定条件时，电桥才能平衡。
3. 通过调节电阻R1、R2和可变电阻Rh的阻值，我们可以使电桥平衡，进而计算出未知电阻Rx的值。
在实验过程中，我们注意到一些问题：1. 电桥的精度受到电源的稳定程度和测量仪器的精度影响。
在实际应用中，我们需要选择合适的电源和测量仪器，以确保测量结果的准确性。
2. 线路连接要牢固，保证导线接触良好，以免影响电流平衡的准确性。
3. 在调节电桥的过程中，要小心操作，防止产生短路或电流过大的情况。
平衡电桥法在高中物理竞赛中的应用研究
平衡电桥法在高中物理竞赛中的应用研究首先，我们需要了解平衡电桥法的基本原理。
平衡电桥法是利用电桥电路的平衡条件来测量未知电阻的方法。
它可以通过调节电位器的阻值使电桥保持平衡，从而计算出未知电阻的阻值。
在平衡电桥法中，我们会选取合适的标准电阻作为参考，通过测量电桥的平衡位置，计算出未知电阻的阻值。
在高中物理竞赛中，平衡电桥法常常被运用于测量电阻、电容以及电感等物理量。
对于电阻的测量，我们可以使用滑线电桥来测量未知电阻的阻值。
我们可以通过调节电位器，使电桥保持平衡，并记录下此时的滑线位置，再通过测量滑线位置与已知电阻的关系，计算出未知电阻的阻值。
除了电阻的测量，平衡电桥法还可以用于测量电容的等效电路。
我们可以使用交流电桥来测量电容的等效电路，通过调节电桥的频率，并观察光电二极管的显示情况，判断电桥是否平衡。
从而计算出电容的等效电路。
此外，平衡电桥法还可以用于测量电感的电路。
我们可以使用交流电桥来测量电感的阻抗，并通过调节电桥的频率使电桥平衡，从而计算出电感的阻抗。
在高中物理竞赛中，平衡电桥法的应用非常广泛。
它不仅可以用于测量各种电路元件的物理量，还可以用于研究一些复杂电路的等效电路。
例如，平衡电桥法可以用于测量芯片电路的等效电路，从而帮助我们研究电路的性能。
此外，平衡电桥法还可以用于测量一些其他物理量，例如温度、压力等。
我们可以将温度传感器、压力传感器等与电桥连接，通过调节电桥的平衡位置，从而测量出温度、压力等物理量的数值。
总而言之，平衡电桥法在高中物理竞赛中具有重要的应用价值。
它可以用于测量电阻、电容、电感等电路元件的物理量，同时也可以用于研究复杂电路的等效电路。
平衡电桥法的应用可以使我们更好地理解和掌握电路的相关知识，提高我们在高中物理竞赛中的竞争力。
直流平衡电桥
U
R3
自组电桥
R2
取E 4V
取 4.0、 8.0、
R1
A
R1 R2 R3 R4 400
C
D
4
R
R1
12.0、 16.0、 20.0
记录各阻值下所对应的不 g U 平衡电压，作 图。
实验电路
E
实验内容之二
2、测量铜电阻的电阻温度系数
在原电路中用铜电阻代替 R1 ，将其 置于加热装置中，在室温下调电桥平衡。 然后加热铜电阻，每隔 5℃记录相应的U g 值 ，共测10个数据。 用作图法和最小二乘法处理数据，进 而求出铜的电阻温度系数 。
本实验采用高内阻电压表测量UR 来确定电阻的变化。试改用电流表测 量IR 来测量电阻的变化。
操作要点
实验中的4个电阻箱，由于 其仪器误差不一定一致，虽然4 个电阻箱示值一样，但是实际阻 值不一定相同，因此，组成电桥 后，应适当调节 2R ，以使电桥 达到平衡。
数据处理之一
1、研究非平衡电桥特性
R1 R2 R3 R4 400
E 4V
R1 () 404.0 408.0 412.0 416.0 420.0
U g (V )
( R1 / R1 )
g U 作 ，由图中求出最大非线性误
差 SV 0 和零点灵敏度 D ，与理论值比较。
数据处理之二
2、测量铜电阻的电阻温度系数
次
数 1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
T (℃)
U 0 (V )
用作图法和最小二乘法处理数据，进 而求出铜的电阻温度系数 。
问题思考
项目
直流平衡电桥实验报告
直流平衡电桥实验报告实验目的掌握直流平衡电桥的基本原理和操作方法，了解电桥测量的原理和应用。
实验仪器- 直流电源- 平衡电桥- 电阻箱- 电流表- 万用表- 电线实验原理直流平衡电桥是一种测量电阻值的仪器。
它由四个电阻组成的一组电路组成，通过调节电阻的大小来平衡电桥。
当电桥平衡时，电流表示零，即使有微小的电压差，也可以通过调节电桥的电阻值在一定范围内进行精确测量。
电桥电路的基本原理是根据在桥中产生零电流条件来测量待测电阻值。
当电桥接通直流电源后，通过调节电阻箱中的电阻，使桥路两个对角线上的电位差为零，此时即为电桥平衡。
根据电桥的平衡条件，可以通过测量电阻箱中的电阻值得到待测电阻的值。
实验步骤1. 搭建电桥电路。
将平衡电桥和电阻箱连接在直流电源上，电流表和万用表接在合适的位置上。
2. 调节电阻箱中的电阻值。
通过调节电阻箱中的电阻值，使电桥两个对角线上的电位差为零，即电桥平衡。
3. 测量电桥平衡时的电压值。
使用万用表测量电桥平衡时两个对角线上的电压值。
4. 记录测量数据。
将电桥平衡时的电压值记录下来。
5. 计算待测电阻的值。
根据电桥的平衡条件和测量的电压值，计算待测电阻的值。
6. 反复进行实验。
可以通过调节电阻箱中的电阻值，反复进行实验，以获得更加准确的测量结果。
实验结果在实验中，我们使用直流平衡电桥测量了两个不同的电阻值。
通过调节电阻箱中的电阻，使电桥平衡，并记录下了平衡时的电压值。
通过计算，得到了待测电阻的准确值。
实验分析在实验中，通过不断调节电阻箱中的电阻值，使电桥平衡，可以得到较为准确的测量结果。
然而，实际中还会存在一些误差，例如电阻箱的精度、电桥的精度等因素都会对测量结果产生影响。
同时，在实验过程中还需要注意以下几点：1. 搭建电桥电路时，要保证连接的牢固和正确；2. 在调节电阻箱的阻值时，要缓慢调节，以免影响测量结果；3. 在测量电桥平衡时的电压值时，要保持良好的观察和记录的习惯，以避免读数错误。
高二物理2019年12月竞赛试题附答案
⾼⼆物理2019年12⽉竞赛试题附答案实验中学 2019—2020 学年度第⼀学期竞赛试题⾼⼆物理⼀、选择题（本题共10道⼩题，每题4分，共40分）1.下列关于磁感应强度的说法中，正确的是（）A. ⼩磁针静⽌时 N 极所指的⽅向就是该处磁感应强度的⽅向B. 磁场中某处磁感应强度的⼤⼩，和放在该处的试探电流元中的电流⼤⼩成正⽐C. 如果磁场中⼀⼩段通电导体在该处受到的安培⼒为零，则此处的磁感应强度⼀定为零D. 由可知，电流强度I 越⼤，导线L 越长，某点的磁感应强度就越⼩2.已知电流强度为I的通电直导线在距离为r的地⽅产⽣的磁感应强度⼤⼩为，k 为常数。
如图所⽰，三根通有电流⼤⼩相等的长直导线垂直正⽅向abcd 所在平⾯，且分别位于a、c、d 三个顶点。
a、d 处导线中的电流⽅向与 c处导线的电流⽅向相反。
已知 a 处导线在 b 处产⽣的磁感应强度⼤⼩为 B，则 b点的磁感应强度⼤⼩为（）A. B. C. D.3.如图所⽰，⽔平放置的带电平⾏板 M、N 相距 10 cm，A 点距 M 板 3 cm，AB间距为 10 cm，且与⽔平⽅向成30°⾓，将⼀带电荷量为2.0×10-6C的负电荷q 由 A 点沿 AB 直线移到 B 点，电场⼒做功为1. 0×10-5J。
下列判断正确的是（）A. 板间电场的⽅向是 M 指向 NB. 板间电场强度⼤⼩是3.2×10-5N/CC. A 点电势是-4.8 VD. 该电荷在 B 点的电势能是-1.6×10-5J4.在研究微型电动机的性能时，应⽤如图所⽰的实验电路。
调节滑动变阻器 R并控制电动机停⽌转动时，电流表和电压表的⽰数分别为 0.5 A 和 1.0 V。
重新调节 R 并使电动机恢复正常运转，此时电流表和电压表的⽰数分别为 2.0 A 和24 V。
则这台电动机正常运转时的输出功率为（）A. 40 WB. 44 WC. 47 WD. 48 W5.如图所⽰，A、B是平⾏板电容器的两个极板，分别带有等量异种电荷，A板带负电荷，B板接地。
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测试电桥灵敏度
一、按图接线
二、先设定好电源电压5.00V： 只要测2号待测电阻，取R1=R2=200Ω,500Ω,750Ω,1500Ω。
三、先粗调后细调，先用20v档位，再用200mv档调节， 用逐次逼近调节法调节电桥平衡。
四、按比例改变Rs 增大1%和减小1%，观察电压示值。 比如181Ω，增大1%，就调到181+1.81=182.81Ω， 要用200mv档记录电压示值。 五、改变比较臂R1与R2 ，重复上述步骤。 六、更换待测电阻，按照要求重复上述步骤。
不同档位，最小变化量是不一样的，灵敏程度也不一样。 例如：用20V档位测量的时候，当电压变化量小于0.001v 的时候，显示不出电压有变化。
因此，可以定义电桥灵敏度为：当比较臂Rs的阻值改变一 定的百分比，对应数字万用表示值的最小变化量的倍数。
显然，当Rs改变量一定的时候，示值改变的倍数越多，电 桥灵敏度就会越高。
I
联立解得： R1 R2 Rx Rs
Rx
R1 R2
Rs
R1, R2---比例臂； Rs---比较臂； Rx---待测臂。
实验中误差分析
测量电阻Rx的误差，与桥臂电阻精度、电 桥灵敏度有关：
1.当电路电流小于检流计的最小分辨率时，无法检测显示出来； 2.平衡后，调节Rs的0.1%变化量，如果检流计示数没有变化， 说明电桥灵敏度偏低可以采用的措施：
消除了R1与R2 阻值不准确带来的误差。
实验器材
a.稳压直流电源：1个 b.导线：6条 c.数字万用表：1个（自带红黑表笔各一条） d.电阻箱：3个 e.待测电阻：3个（1号电阻，2号电阻，3号电阻各1个）
电路实物连接
A、交换前关闭电源，换中间两条接线；
+ B、电源接通之前，R1、R2、Rs不能处
两次测量，电桥平衡后分别有
Rx
R1 R2
Rs
Rx
R2 R1
Rs'
联立两式得： Rx Rs Rs'
由上式可知： 交换测量后得到的测量值与R1、R2阻值无关，但 交换过程不能改变R1、R2，否则不能联立得到上 式。
当R1/R2=1时，交换比例臂不会影响测量结果的有 效数字，精度最高。
A、当Rs电阻箱调到“×1Ω”这一档时，若发现数字万用表 最后一位数字没有变化，显示“0.000”，此时还不能说明 电桥平衡。
B、此时要把数字万用表的20V档位切换到最小的200mv档位， 然后继续调节Rs，直到数字万用表在200mv档位时也显示 “0.0”且没有再出现正负变化。
C、最后，把Rs电阻箱上的所有数字都先记录下来，包括最 后0.01Ω这一位。
长按电源键
（POWER键）
可开/关万用表 电源
锁定
锁定（HOLD键） 按键一次能锁定 测量结果，再按 一次可以解锁
直流电压 档
负极（黑表笔） 接在COM端
电压与公共接口
如图显示 “0Ｌ”代表待测量 超过万用表的当前档位/量程。
例如： 当万用表的档位选在200mv档时， 实际电路电压值超过0.2v，此时 应该检查电路时候有错误？有无 短路？
Rx
Rs
根据铭牌标示的级别可计算电阻箱取值的不确定度。 为简化计算，取示值最高位对应级别即可：
不确定度=示值 级别%
比如：181.01Ω，准确度取0.02%；最终有效数字取法见指导书79页。
电桥灵敏度
数字万用表其示值的变化量，只能是最小一位的0~9的整 数倍；当变化量小于最小一位，无法显示变化量。
A、根据待测电阻大小，选择合适比例臂； B、适当减小桥臂阻值； C、适当提高电源电压； D、换用灵敏度更高的检流计。
为了消除比例臂R1/R2比值的系统误差， 可采用交换测量法，原理如下：
先 按 原 线 路 进 行 测 量 得 到 一 个 Rs 值 ， 然 后 可将Rx与Rs的位置交换，（R1与R2保持不变） 按同样方法再测一次得到一个Rs’值。
D、交换后，数字万用表可能不再显示“0.0”mv，这是正常 的。因为Rs的电阻箱本身具有一定的不确定度，这个误差不 能保证交换前后Rs实际阻值完全一致。
不确定度
因为公式 Rx Rs Rs' 中 Rs与Rs’并不独立， 一般是成正相关（Rs偏大，Rs’也偏大），
因此可认为： Rx Rs
直流平衡电桥
实验原理
1.四个电阻，连成四边形ABCD，对应
I
电桥四个“桥臂”； 2.在一组对角线AC之间接入直流电源， I 在另外一组对角线BD直接接入检流计， BD称为“桥”；
电桥平衡的条件
3.电桥平衡时，检流计没有电流通过，
B点与D点电压相等VB=VD，即有：
I
I1R1=I2R2 I1RX=I2RS
若没错，只要把原来200mv的档 位增大到2v档位，或者更高直流 电压量程的档位。
如图显示“电池空白”图形， 代表电压表电池已经要没电了， 应该报告老师及时更换。
若不用直流电压档， 想用直流电流档测， 黑表笔接在COM端， 红表笔接在mA端。
逐次逼近调节法
先设定好电源电压5v： 对于1号(几十Ω)和2号(几百Ω)使用R1=R2=500Ω， 对于3号(几千Ω)：R1=R2=5000Ω， 数字万用表先用20V档，防止电路实际电压超量程：
于 0 欧姆的位置，否则电流过大
-
R1
Rx
R2
Rs
注意：R1，R2电阻箱精度低，Rs电阻箱精度高，2是2号Rx
参数
接线柱
旋钮
方向与 确认键
Rs错误接法：当任何一个按钮旋转到中间空白档位， 整个电阻箱是处于断开状态
数字万用表
A、若有显示“APO”，过一段时间，不操作会自动关机，需要重新手动开启才能继续使用
表格设计参考模板
一般情况下，R1 和R2越接近待测 电阻阻值的时候， 灵敏度越高。
测试灵敏度：
要设计R1，R2具体多少阻值，以及电源电压多 少的时候，应该以不超过ZX25a型直流电阻箱对 应档位的允许通过电流为上限。
• 调Rs为某小值Rs1(0欧)，观察电压正负号。 • 调Rs为某大值Rs2(1K)，观察电压正负号。 • 电桥平衡对应阻值Rs必然在Rs1与Rs2之间。 • 记住电阻偏小（大）时电压符号。 • Rs1与Rs2之间选某阻值Rs3 ，观察电压正负。 • 根据Rs3电压正负，判断新的阻值范围。 • 重复上述过程。