使用QJ19型电桥精确测量电阻技术解析

"这篇文档是关于大学物理实验的，涵盖了如何使用QJ19型箱式电桥测量电阻以及伏安法测电阻的实验方法、原理、步骤和数据处理。" 在大学物理实验中，学习如何精确测量电阻是非常重要的技能。QJ19型箱式电桥是一种常用设备，它基于惠斯通电桥原理来测量未知电阻。惠斯通电桥是一种四臂平衡电路，由已知电阻R1、R2和R3以及待测电阻Rx组成。当电桥平衡时，Ucd为零，这意味着流经各个臂的电流相等，即I1R1=I2R2和I1Rx=I2R3。由此，可以得出未知电阻Rx的表达式：Rx = R1 * R3 / (R2 + R3)。 实验操作中，首先需要自组电桥，根据被测电阻的范围选择合适比例臂的电阻，并使用指针式检流计作为平衡指示仪。调整R3使得电桥平衡，记录下所有臂的阻值，然后测量待测电阻的串联和并联值。 对于QJ19型箱式电桥，使用复射式光点检流计，根据书本提供的表格选择R1和R2的值，以及电源电压，并参考自组电桥的结果设置R3的初始值。通过不同灵敏度进行粗调和细调，记录每次测量的阻值。 数据处理部分，对于自组电桥，利用精度为0.1级的数据，根据误差公式计算出电阻的不确定度，从而得到测量结果。对于箱式电桥，使用0.05级的精度，同样根据误差公式进行计算。例如，在自组电桥中，测得的电阻值分别为R1=(1475±2) Ω，R2=(3592±6) Ω，R3=(5069±8) Ω，R4=(1043±2) Ω。 此外，伏安法是另一种常用的电阻测量方法，基于欧姆定律，通过测量电压U和电流I来计算电阻R。对于不同阻值的电阻，需要使用安培表的内接或外接法以减少测量误差。实验过程中，学生需要记录电压和电流的多组数据，然后计算电阻并处理不确定性。实验数据表明，电阻R1的值在2654到2700 Ω之间变化，而电阻R2的值在52.9到54.7 Ω之间变化。 通过这样的实验，学生不仅能掌握电阻测量的基本技术，还能加深对有效数字和不确定度计算的理解，进一步巩固欧姆定律的应用。