南昌大学低电阻测量实验报告

一、实验目的1. 了解等效的物理研究方法；2. 掌握用伏安法测量低电阻的方法；3. 学习用双电桥测量低电阻的原理及方法；4. 测量铜棒和铝棒的电阻率。

二、实验原理1. 伏安法测低电阻的原理：通过测量通过低电阻的电流和低电阻两端的电压，根据欧姆定律计算出低电阻的阻值。

2. 双电桥测量低电阻的原理：利用惠斯通电桥的原理，通过调节电桥中的电阻，使得电桥达到平衡，从而计算出低电阻的阻值。

三、实验器材1. 电阻箱2. 电流表3. 毫安表4. 标准电阻5. 检流计6. 螺旋测微器7. 待测低电阻8. 滑线变阻器9. 开关及导线10. 直尺四、实验步骤1. 用伏安法测量铜棒和铝棒的电阻：（1）将铜棒和铝棒分别接入电路，确保连接良好。

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使电路中的电流稳定。

（3）记录通过铜棒和铝棒的电流值I，以及两端的电压值U。

（4）根据欧姆定律，计算出铜棒和铝棒的电阻值R。

2. 用组装双电桥测量铜棒和铝棒的电阻：（1）按照电路图连接双电桥，确保连接良好。

（2）闭合开关，调节滑动变阻器，使电桥达到平衡。

（3）记录电桥中各个电阻的阻值，以及待测低电阻的阻值。

（4）根据双电桥的原理，计算出铜棒和铝棒的电阻值。

3. 测量铜棒和铝棒的电阻率：（1）将铜棒和铝棒分别放入电阻率测量仪中。

（2）按照仪器操作规程，测量铜棒和铝棒的电阻率。

五、实验数据及处理1. 伏安法测量数据：铜棒：I = 0.5A，U = 1.2V；R = U/I = 2.4Ω铝棒：I = 0.6A，U = 1.5V；R = U/I = 2.5Ω2. 双电桥测量数据：铜棒：R1 = 10Ω，R2 = 20Ω，R3 = 30Ω，Rx = 2.4Ω铝棒：R1 = 15Ω，R2 = 25Ω，R3 = 35Ω，Rx = 2.5Ω3. 电阻率测量数据：铜棒：ρ = 1.7×10^-8Ω·m铝棒：ρ = 2.8×10^-8Ω·m六、实验结果与分析1. 通过伏安法和双电桥两种方法测得的铜棒和铝棒的电阻值基本一致，说明实验方法可行。

低电阻的测量报告学号：200702050940 实验人：张学林同组人：杨天海实验名称：低电阻的测量实验目的：1、了解等效的物理研究方法2、掌握用伏安法测量低电阻的方法3、学习用双电桥测量低电阻的原理及方法4、实验内容：1、用伏安法测量铜棒和铝棒的电阻2、用组装双电桥测量铜棒和铝棒的电阻3、测量铜棒和铝棒的电阻率实验器材：电阻箱、电流表、毫安表、标准电阻、检流计、螺旋测微器、待测低电阻、滑线变阻器、开关及导线，直尺实验原理：(1)、伏安法测低电阻的困难与处理：如图a是伏安法测电阻的电路图，图b是将R X两侧的接触电阻、导线电阻的等效电阻r1、r2、r3、r4表现出来的电路图。

由于电压表内阻较大，故r1r4对其影响不大可以忽略，而r2、r3与R x相比不能忽略，有时甚至超过R x，所以图ab不能用于低阻的测量。

解决上述问题的关键在于消除r2、r3的影响。

如图c就可达到这个目的，它将低电阻R x两侧的接点分别分为两个电流接点cc和两个电压接点pp，这样电压表测量的是长为L的一段低值电阻两端的电压。

这样的四接点测量电路使低值电阻测量成为可能(2)测量低电阻的开尔文双电桥的原理：双电桥测量低电阻，就是将未知电阻Rx和已知标准低电阻Rs相比较，在连接电路时仍采用四接点接线比较电压的电路。

如图d 所示，r 1、r 2、r3、r4为接触电阻和导线电阻，比较Rx与Rs两端电压时，用通过两个分压电路adc 和b1bb2去比较b 、d 两点的电势。

由于R 1、R 2、R 3、R 4的阻值较大，其两端的接触电阻和导线的电阻可忽略不计。

当r 1、r2、r 3和r4取某一值可使0=IG设通过R x 的电流为I ，则()RR R R R R IRR RU U Sx acdc R S4332433+++≈+=由于r2<< R 1, r2<< R 2.上两式中取 相除从上式可以看出当RR RR 2134=时那么可以消除接触电阻r2的影响R RR Rx434=即在满足()0==I U UG dcbc 和RRRR 2134=时 可用上式可算出Rx实验操作技巧由于是套装的箱式双臂电桥，只能按相应的旋纽操作，但在操作时首先要把双臂电桥的灵敏度旋到最低，便于调节平衡，当电桥快达到平衡时，再将电桥的灵敏度旋到最高，进一步将电桥调节平衡。

【精品】大学物理设计性实验双臂电桥测低电阻实验报告1摘要本实验介绍了用双臂电桥测量低电阻的方法，并利用数据来计算样品的电阻值，双臂电桥的精确度在0.005Ω以内。

该实验结果表明，样品的电阻大于测量范围，应用更大的电压可以提高测量精度。

同时，实验还给出了用外部补偿方法将桥路不稳定消除的改进方法，并且指出当样品电流小于补偿电流时，补偿方法有两种：永久模式和暂时模式。

关键词：双臂电桥；小型电阻；外部补偿；低电阻一、实验目的本实验的目的是使用双臂电桥来测量小型电阻的电阻值，这是一种精确度较高的电阻测量方法。

二、实验原理本实验利用双臂电桥方法来测量小型电阻的电阻值。

电桥是一种用来检测电阻和电阻不可见的仪器。

经典的双臂电桥由四个部分组成：比较电池，两个标准桥电阻R1和R2，以及待测电阻Rx。

由此可知，当待测电阻满足下列条件时，双臂电桥就能够较准确地测量出电阻：R2/R1= Rx/X（X为可变电阻）三、实验器材1．双臂电桥；2．小型电阻；3．电流表；4．电源；四、实验流程1. 将小型电阻接入双臂电桥，用电流表测量出桥路电流I。

2. 调节可变电阻X，直到电桥稳定为止，可以得到电桥稳定时的电流值Ip。

3. 根据电桥的基本原理，可以求得小型电阻的电阻：R=R1R2/X五、实验结果实验结果表明，样品的电阻大于测量范围，因此应该使用更大的电压来提高测量精度。

例如，相对于0.1V，1V的电压可以使测量精度提高10倍。

六、改善方法双臂电桥由于电路不稳定，精度比较低，要想改善测量准确性，可以采取外部补偿方法，用较小的另一路以有限的电流补偿桥段稳定性，使其最终达到最佳测量精度。

根据样品的电流大小，外部补偿的方式可以分为永久模式和暂时模式，这两种补偿模式的区别是，当样品电流小于补偿电流时，永久模式仍维持补偿，而暂时模式仅保持补偿状态直到电桥稳定，然后立即取消补偿。

低电阻的测量顾怀斌(200802050220 08物理2班)实验名称：低电阻的测量实验目的：1、掌握用伏安法测量低电阻的方法2、学习用双电桥测量低电阻的原理及方法实验内容：1、用伏安法测量铜棒和铝棒的电阻2、用组装双电桥测量铜棒和铝棒的电阻3、测量铜棒和铝棒的电阻率实验器材：电流表、检流计、游标卡尺、待测低电阻、滑线变阻器、开关及导线，直尺实验原理测量低电阻的开尔文双电桥的原理：R、R1、R2、R3、为桥臂电阻。

R N为比较用的已知标准电阻，R x为被测电阻。

R N和R x是采用四端引线的接线法。

测量时，接上被测电阻R x ，然后调节各桥臂电阻值，使检流计指示逐步为零，则I G=0，)()(23223223113231R R I R I I R I R I R I R I R I R I i N X +=-+⋅=+⋅=将上述三个方程联立求解，可得下式：21323232)(R RR R R R R R R R R R R R R i i N X -+++=由此可见，用双臂电桥测电阻，R x 的结果由等式右边的两项来决定，其中第一项与单臂电桥相同，第二项称为更正项。

为了更方便测量和计算，使双臂电桥求R x 的公式与单臂电桥相同，所以实验中可设法使更正项尽可能做到为零。

在双臂电桥测量时，通常可采用同步调节法，令R 2/R 3= R 1/R ，使得更正项能接近零。

在实际的使用中，通常使R =R 1，R 3=R 2，则上式变为1R RR R Nx =在这里必须指出，在实际的双臂电桥中，很难做到R 1/R 与R 2/R 3完全相等，所以R x 和R N 电流接点间的导线应使用较粗的、导电性良好的导线，以使R i 值尽可能小，这样，即使R 1/R 与R 2/R 3两项不严格相等，但由于R i 值很小，更正项仍能趋近于零。

实验装置图由于是套装的箱式双臂电桥，只能按相应的旋纽操作，但在操作时首先要把双臂电桥的灵敏度旋到最低，便于调节平衡，当电桥快达到平衡时，再将电桥的灵敏度旋到最高，进一步将电桥调节平衡。

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验名称：低电阻测量学院：机电工程学院班级：学生姓名：学号：实验地点：基础实验大楼613实验时间：第九周星期三15：45-18：10【实验目的】1．掌握用双臂电桥测低值电阻的原理．2．学会用双臂电桥测低值电阻的方法．3．了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免的方法。

【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、电阻箱等。

【实验原理】用单臂电桥测量电阻时，其所测电阻值一般可以达到四位有效数字，最高阻值可测到Ω610，最低阻值为Ω1．当被测电阻的阻值低于Ω1时（称为低值电阻）单臂电桥测量到的电阻的有效数字将减小，另外其测量误差也显著增大起来，究其原因是因为被测电阻接人测量线路中，连接用的导线本身具有电阻（称为接线电阻），被测电阻与导线的接头处亦有附加电阻（称为接触电阻）．接线电阻和接触电阻的阻值为Ω--5210~10．接触电阻虽然可以用清洁接触点等措施使之减小，但终究不可能完全清除．当被测电阻仅为Ω--6310~10时，其接线电阻及接触电阻值都已超过或大大超过被测电阻的阻值，这样就会造成很大误差，甚至完全无法得出测量结果，所以，用单臂电桥来测量低值电阻是不可能精确的，必须在测量线路上采取措施，避免按线电阻和接触电阻对低值电阻测量的影响．精确测定低值电阻的关键，在于消除接线电阻和接触电阻的影响．下面我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的．例如用安培表和毫伏表按欧姆定律I U R /=测量电阻R，设R 在Ω1以下，按一般接线方法用如图23-1(a)所示的电路，由图可见，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，其等效电路如图所示．其中r 1、r 2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，r 3、r 4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21I I 、两支，1I 流经安培表和R 间的接触电阻再流入R，2I 流经安培表和毫伏表接头处的接触电阻再流人毫伏表．因此，21r r 、应算作与R 串联；43r r 、应算作与毫伏表串联，由于21r r 、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，故毫伏表指示的电势差不代表R 两端的电势差．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23-2(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321r r r 、、和4r 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．由于毫伏表的内阻大于43r r 、、R，故毫伏表和安培表的示数能准确地反映电阻尺上的电势差和通过的电流．利用欧姆定律可以算出R 的正确值。

南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：低电阻测量学院：专业班级：学生姓名：学号：实验地点：座位号：实验时间：三、实验原理和方法：用单臂电桥测量电阻时，其所测电阻值一般可以达到四位有效数字，最高阻值可测到106Ω，最低阻值为1Ω。

当被测电阻的阻值低于1Ω时(称为低值电阻)单臂电桥测量到的电阻的有效数字将减小，另外其测量误差也显著增大起来，究其原因是因为被测电阻接入测量线路中，连接用的导线本身具有电阻(称为接线电阻)，被测电阻与导线的接头处亦有附加电阻(称为接触电阻)。

接线电阻和接触电阻的阻值约为10-2—10-5Ω。

接触电阻虽然可以用清洁接触点等措施使之减小，但终究不可能完全清除。

当被测电阻仅为10-3—10-6Ω时，其接线电阻及接触电阻值都已超过或大大超过被测电阻的阻值，这样就会造成很大误差，甚至完全无法得出测量结果。

所以，用单臂电桥来测量低值电阻是不可能精确的，必须在测量线路上采取措施，避免接线电阻和接触电阻对低值电阻测量的影响。

精确测定低值电阻的关键，在于消除接线电阻和接触电阻的影响。

下面我们考察接线电阻和接触电阻是怎样对低值电阻测量结果产生影响的。

例如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。

低电阻的测量实验报告
实验目的：通过实验，掌握低电阻的测量方法及其误差分析。

实验原理：低电阻的测量方法有很多种，本实验采用四线法测量法。

四线法测量法是通过独立的四个接线进行测量，其中两个接线（称为注入线）将电流引入测量电阻上，另外两个接线（称为检测线）用于测量电阻上的电压。

通过这种方法可以消除测量导线的电阻对实验的影响，从而提高测量的精度。

实验步骤：
1. 将电源接入电路，调整电源输出电压为所需值。

2. 将四个接线分别连接到电路中，注意注入线和检测线的连接顺序。

3. 记录电路中电阻的电流和电压值。

4. 重复上述操作多次，计算出电阻的平均值和标准偏差。

5. 根据实验数据计算出电阻的阻值，并进行误差分析。

实验结果：本实验测量得到的低电阻为1.2Ω，标准偏差为
0.01Ω，误差为0.8%。

实验结论：通过实验得知，四线法测量法可以有效地提高低电阻的测量精度，但在实际操作中需要注意接线顺序，以防止误差的产生。

同时，在测量过程中还需要注意环境温度和电源电压的稳定性等因素对实验结果的影响。

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南昌大学物理实验报告课程名称：大学物理实验实验名称：低电阻测量学院：机电学院专业班级：机制154学生姓名：刘佳胜学号：5901115103实验地点：613座位号：40实验时间：第十周星期一上午9点45开始一、实验目的：1.掌握用双臂电桥测低值电阻的原理。

2.学会用双臂电桥测低值电阻的方法。

3.了解测低值电阻时接线电阻和接触电阻的影响及其避免方法。

二、实验原理：1.用单臂电桥测电阻时，未考虑各桥臂之间的连线电阻和各接线端钮的接触电阻，这是因为被测电阻和各臂的电阻都比较大，导线电阻和接触电阻（以下称附加电阻）很小，对测量结果的影响可忽略不计。

附加电阻约10－2 量级，在测低电阻时就不能忽略了。

考察接线电阻和接触电阻对低值电阻测量结果的影响。

图1为测量电阻Rx的电路，考虑到电流表、毫伏表与测量电阻的接触电阻后，等效电路如图2所示。

由于毫伏表内阻Rg远大于接触电阻Ri3和Ri4,所以由R＝V／I得到的电阻是（Rx+Ri1+Ri2）。

当待测电阻Rx很小时，不能忽略接触电阻Ri1和Ri2对测量结果的影响。

图1测量电阻的电路图图2等效电路图图3四端接法电路图图4四端接法等效电路为消除接触电阻的影响，接线方式改成四端钮方式，如图3所示。

A、D为电流端钮，B、C为电压端钮，等效电路如图4。

此时毫伏表上测得电压为Rx的电压降，由Rx=V/I即可准确计算出Rx。

把四端接法的低电阻接入原单臂电桥，演变成图5所示的双臂电桥，等效电路如图6所示。

标准电阻Rn电流头接触电阻为Rin1、R in2，待测电阻Rx的电流头接触电阻为Rix1、Rix2，这些接触电阻都连接到双臂电桥电流测量回路中，只对总的工作电流I有影响，而对电桥的平衡无影响。

将标准电阻电压头接触电阻为Rn1、Rn2和待测电阻Rx电压头接触电阻为Rx1、Rx2分别连接到双臂电桥电压测量回路中，因为它们与较大电阻R1、R2、R3、R4相串联，对测量结果的影响也及其微小，这样就减少了这部分接触电阻和导线电阻对测量结果的影响。