大学物理实验教案单臂.doc

大学物理实验教案实验项目用单臂电桥测中值电阻教学目的1. 掌握用单臂电桥测电阻的基本原理2. 学习用滑线式电桥和箱式电桥测中值电阻的方法实验原理1. 单臂电桥的线路原理惠斯登电桥测量未知电阻，是利用已知电阻和未知电阻相比较而测得的其线路如下图所示四个电阻和联成一个四边形，每一条边称为电桥的一个单臂，接入检流计的对角线称为“桥”当电源接通后，电路中将有电流通过并分别在各桥臂的电阻上产生电压降在一般情况下，B、D两点间将有电位差，因而有电流通过检流计(G)，使检流计(G)指针发生偏转，适当调节和的电阻值，可使 B、D两点的电位相等，此时检流计(G)中无电流通过即，称电桥达到了平衡，这时和之间有如下关系，实验中均已知(或和为已知)，则可求出2. 滑线式电桥滑线式电桥构造如下图所示，EF为一粗细均匀的长L=1m的电阻丝，滑动按键D可沿电阻丝EF滑动，当D按下接触电阻丝时，就将EF分成了ED()和DF()两部分，相应的电阻值分别为、当电桥平衡时，根据均匀导线的电阻和其长度成正比的关系得故 实际上电阻丝并非绝对均匀为了消除电阻丝不均匀引起的系统误差，可用以下测量方法消除。

当电桥达到平衡时，保持滑动按键 D 位置不动，将和交换位置再行测量此时调到电桥重新达到平衡，待测电阻则，与数值无关，因而消除了电阻丝不均匀引起的误差3. QJ19型单双臂电桥作单臂电桥使用时，将端钮3、4短路，未知电阻接到5、6端钮，电源接到9、10端钮实物接线如下图所示当电桥平衡时，有实验中，均可从仪器上读出，故可求得教学重点与难点重点：1. 单臂电桥的结构和测电阻的原理； 2. 利用单臂电桥测中值电阻的方法难点：1. 电桥平衡的调节过程； 2. 滑线式电桥测量时，交换待测电阻与电阻箱位置，按键D的位置不能改变； 3. 箱式电桥测量时，比例臂档位判断与选择实验内容提要1. 用滑线式电桥测电阻（1）接好线路，经检查无误后开始实验2）调使电桥逐步趋于平衡：把滑动按键D移到约50cm处，合上接通电源，并将检流计(G)上的电计按钮接通粗调：从倍率最大的旋钮开始试测，用跃按法(按下D要一触即放)观察检流计(G)指针偏转情况，设为时检流计(G)指针偏向一边，当为另一值时，检流计(G)指针又偏向另一边，则可判断，要使检流计(G)指针不偏，的阻值必定介于和之间，逐步缩小和的差值，便可使检流计(G)指针基本指零。

此种方法称逐次逼近法细调：在粗调的基础上(检流计(G)指针基本指零)，合上将短路，调节使检流计(G)指针又基本指零3）提高电桥灵敏度、测出值将R阻值减至最小，继续调使检流计(G)指针指零最后，反复用跃按法按D细心观察检流计(G)指针摆动情况细调直到检流计(G)指针不摆动为止记下此时数值4）保持D位置不动，对换与位置(注意，连接导线不对换)，重复步骤（3），记下电桥平衡时的值5）依照同样方法再测另一只电阻2. 用 QJ19 型单双臂电桥测中值电阻（1）接好线路（2）确定的数量级把R×100档的旋钮置于1，其它四个旋钮都置于零接通电源按钮和检流计(G)上的电计按钮改变比率臂电阻的数值，使构成不同的比例数用跃按法按“粗”按钮，观察检流计(G)指针偏转情况，设时，检流计(G)指针右(或左)偏，如果时，检流计(G)指针左(或右)偏，如果则的数量级为（3）根据测定的的数量级，按照下表选择和电源电压的数值，然后再按照顺序调节R的五个旋钮使电桥平衡(是否真正平衡，要用跃按法，按“细”按钮来判断)记下平衡时和的数值4）换一个电阻，按上述步骤（2）、（3）再测一次测量与数据处理要求1. 正确连接电路，调节直流稳压电源输出合适的电压值；2. 调节电桥平衡前，检流计应调零；3. 电桥接近平衡前，应使用保护电阻同时使用限流电路，电桥接近平衡时，应增加桥路电流，提高测量灵敏度；4. 滑线式电桥测量数据应记录交换电阻前后两次的电阻箱读数值，通过求几何平均值的方法计算出待测电阻的准确阻值，注意电阻箱级数和不确定度的计算方法；5. 箱式电桥测量待测电阻时，应根据比例臂与电阻箱测量范围选择合适的量程与直流稳压电源输出电压，同样需要注意电阻箱级数和不确定度的计算方法。

思考题1. 图15-2滑线式电桥实验线路中R的作用是什么?2. 当电桥达到平衡后，若互换电源和检流计的位置，电桥是否仍保持平衡?参考资料《大学物理实验》—— 马靖 马宋设 施洋主编《大学物理实验指导》—— 丁道滢 陈之前主编《物理实验教程》——丁慎训 张连芳主编《大学物理实验》—— 霍剑青 吴泳华等主编评分标准一、预习及操作评分标准（1） 实验预习部分（40分）1. 实验目的 5分2. 实验仪器 5分若规格和型号不完整扣2分3. 实验原理 10分其中，文字叙述5分，公式2分，原理图3分4. 跃按法（逐步逼近）具体过程：10分5. 箱式电桥各端钮（4组）：10分每组3分6. 没有写实验预习部分，扣40分2） 实验操作及原始数据（60分）1. 能独立完成实验，数据完全正确，又快又好：45-50分2. 能在教师的指导下，按时完成实验，数据正确：37-45分3. 不能独立完成实验，需要教师帮助才能完成实验，数据有明显问题：37分以下4. 没有按时完成实验，需要补做：20分以下5. 原则上，四组数据（对应四个电阻），共计40分，每组10分3） 几种特殊情况：1. 没有写预习报告，不及格2. 抄袭数据，编造数据，不及格。

3. 完全没有动手做实验，不及格4. 没有按时完成实验，需要补做，不及格没有遵守实验室规定，扣10分以上二、实验报告评分标准1． 本实验共测四个电阻，每组数据15分，四组共计60分具体说，每组数据中，每个，，数据各5分，总计15分四组共计60分2． 电阻箱级别：5分；电桥级别+电源：5分3． 误差分析有两处，每个15分，共计30分误差原因包括理论误差和操作误差。