2024年4月7日发(作者：骑痴凝)
单位：专业：学号：姓名：
惠斯通电桥法测电阻
【说明】本实验是大学生比较容易理解并完成的，原理简单，实验操作简单
摘要：根据平衡电桥的原理，利用公式：Ｒ
1
／Ｒ
ｘ
＝Ｒ
2
／Ｒ
0
。当桥式电路的BD之间的电压
为0
【实验目的】
（1）掌握用惠斯通电桥测电阻的原理
（2）正确应用复射式光点检流计
（3）了解惠斯通电桥的应用
【实验原理】
1.电桥简介
如图1，由Ｒ
1
、Ｒ
2
、Ｒ
0
、Ｒ
x
四个电阻连成的一个四边形，组成的电路称为电桥，每一
边称为电桥的一个臂，ＢＤ称为“桥”。
根据所使用的电源，电桥可以分为直流电桥和交流电桥，而直流电桥又分为单臂电桥和
双臂电桥。单笔电桥又称为惠斯通电桥，双臂电桥又称为开尔文电桥。惠斯通电桥可以用于
6-3
中值电阻（1～10欧姆）的精确测量。开尔文电桥可以用于低值电阻（10～1欧姆）的精
确测量。交流电阻除了测量电阻外，还可以测量电容、电感等电学量。通过传感器，利用电
桥电路还可以测量一些非电学量。
由于电桥具有灵敏度和准确度高、结构简单、使用方便等特点，所以电桥法是电磁学实
验中的最重要的测量方法之一，在测量技术中有广泛的应用。
2.利用直流单臂电桥测电阻的原理
用三个可调的标准电阻箱R
1
、R
2
、R
0
和待测电阻Ｒ
Ｘ
组成电桥，桥间连接一个检流计G，
如图所示.接通电源和检流计开关K
E
、K
G
时，流过R
1
、R
2
、R
0
、R
ｘ
、Ｇ的电流分别是Ｉ
1
、Ｉ
2
、
Ｉ
0
、Ｉ
ｘ
、Ｉ
ｇ
。适当调解Ｒ
1
、Ｒ
2
、Ｒ
0
的电阻值，使通过检流计的电流I
g
为零，此时桥两
端的B点和D点电位相等，称电桥达到平衡。
当电桥平衡时，由欧姆定律可得
Ｉ
1
Ｒ
1
＝Ｉ
2
Ｒ
2
（1）
Ｉ
ｘ
Ｒ
ｘ
＝Ｉ
0
Ｒ
0
（2）
由于Ｉ
ｇ
＝０，所以有Ｉ
1
＝Ｉ
ｘ
，Ｉ
2
＝Ｉ
0
。
将式（1）与（2）得
Ｒ
1
／Ｒ
ｘ
＝Ｒ
2
／Ｒ
0
（3）
Ｒ
ｘ
＝（Ｒ
1
／Ｒ
2
）*Ｒ
0
＝Ｋ
ｒ
Ｒ
0
（4）
式子中的Ｋ
ｒ
＝Ｒ
1
／Ｒ
2
，叫做倍率或比例系数。式（3）和（4）称为电桥的平衡条件。
电桥调节平衡后，通过三个标准的电阻箱的阻值可以计算出待测电阻的阻值。
调节电桥平衡的一般方法是先调节Ｒ
1
／Ｒ
2
的比值为某一合适的值，如1：1保持Ｒ
1
／
Ｒ
2
不变，再调节电阻Ｒ
0
。
【实验仪器】
直流稳压电源、电阻箱（ＺＸ21型，0.1级3只）、检流计Ｇ（ＡＣ5／1型或其他型）、
电阻（2个）、滑动变阻器、开关（2个）、桥式电路（ＱＪ23型，0.1级）、导线若干。
【实验内容】
1.敞式电桥
（1）熟悉仪器，调整仪器：
检流计：调准检流计的零点，选取较大的检流计的量程；直流稳压电源输出电压调为5伏。
（2）按图2接好电路。注意将保护检流计的滑动变阻器R
h
阻值调到最大（检流计允许
-4
通过的电流在10A以下）。
（3）调节电桥平衡。调节Ｒ
1
、Ｒ
2
（几千欧姆左右），选取倍率Ｋ
ｒ
，接通Ｋ
E
。先取Ｒ
0
值大时，瞬间接触检流计开关Ｋ
G
，观看指针偏转方向；再取Ｒ
0
小时，在瞬间接触检流计开
关K
G
，观看指针偏转方向，掌握Ｒ
0
值大或小时指针的偏转规律，按照这个规律调节Ｒ
0
使检
流计（Ｇ）的指针指零，每次调节时，都要瞬间接触Ｋ
ｇ
，如果指针跑出格外，要立即断开
Ｋ
G
。逐渐减小Ｒ
E
和检流计的量程，调节电阻箱Ｒ
０
的值，始终保持检流计指针指零，直至
R
E
较小到零、检流计的量程为合适值时，检流计指针仍指零点。记录此时的R
1
、R
2
、R
0
的值，
填入表1中。
表1 电阻单位：Ω
Ｒ
ｘ1
Ｒ
ｘ2
Ｒ
串
Ｒ
并
R
1
2000
2000
Ｒ
２
2000
2000
Ｒ
０
800
1000
Ｒ
ｘ
800
1000
1800
444.4
（4）将R
x1
换上另一个待测电阻R
x2
，重复前而的测量过程。
（5）测R
x1
和R
x2
两电阻的串联值。
（6）测R
x1
和R
x2
两电阻的并联值。
（7）根据（4）式计算待测电阻月。R
x1
、R
x2
，以及R
x1
,和R
x2
的串并联值R
串
和R
并
（8）估算各电阻值的不确定度，写出测量结果的完整表达式。
（9）关刚电源，整理仪器。
R
2
2．箱式电桥测电阻
【重点和难点】
重点是惠斯通电桥测电阻的原理；难点是惠斯通电桥的连接方法和平衡的调节方法。
【注意事项】
1电桥通电前，注意电源电压的取值，检流计的档位在“非线性档”（或大档位），保
护检流计的滑线电阻器R
h
阻值要调到最大；
2接好线蹄，经教师检查无误后方可通电实验。
3标准电阻箱R
1
、R
2
.的阻值取几千欧左右，即中值电阻范围，不可太小；
2024年4月7日发(作者：骑痴凝)
单位：专业：学号：姓名：
惠斯通电桥法测电阻
【说明】本实验是大学生比较容易理解并完成的，原理简单，实验操作简单
摘要：根据平衡电桥的原理，利用公式：Ｒ
1
／Ｒ
ｘ
＝Ｒ
2
／Ｒ
0
。当桥式电路的BD之间的电压
为0
【实验目的】
（1）掌握用惠斯通电桥测电阻的原理
（2）正确应用复射式光点检流计
（3）了解惠斯通电桥的应用
【实验原理】
1.电桥简介
如图1，由Ｒ
1
、Ｒ
2
、Ｒ
0
、Ｒ
x
四个电阻连成的一个四边形，组成的电路称为电桥，每一
边称为电桥的一个臂，ＢＤ称为“桥”。
根据所使用的电源，电桥可以分为直流电桥和交流电桥，而直流电桥又分为单臂电桥和
双臂电桥。单笔电桥又称为惠斯通电桥，双臂电桥又称为开尔文电桥。惠斯通电桥可以用于
6-3
中值电阻（1～10欧姆）的精确测量。开尔文电桥可以用于低值电阻（10～1欧姆）的精
确测量。交流电阻除了测量电阻外，还可以测量电容、电感等电学量。通过传感器，利用电
桥电路还可以测量一些非电学量。
由于电桥具有灵敏度和准确度高、结构简单、使用方便等特点，所以电桥法是电磁学实
验中的最重要的测量方法之一，在测量技术中有广泛的应用。
2.利用直流单臂电桥测电阻的原理
用三个可调的标准电阻箱R
1
、R
2
、R
0
和待测电阻Ｒ
Ｘ
组成电桥，桥间连接一个检流计G，
如图所示.接通电源和检流计开关K
E
、K
G
时，流过R
1
、R
2
、R
0
、R
ｘ
、Ｇ的电流分别是Ｉ
1
、Ｉ
2
、
Ｉ
0
、Ｉ
ｘ
、Ｉ
ｇ
。适当调解Ｒ
1
、Ｒ
2
、Ｒ
0
的电阻值，使通过检流计的电流I
g
为零，此时桥两
端的B点和D点电位相等，称电桥达到平衡。
当电桥平衡时，由欧姆定律可得
Ｉ
1
Ｒ
1
＝Ｉ
2
Ｒ
2
（1）
Ｉ
ｘ
Ｒ
ｘ
＝Ｉ
0
Ｒ
0
（2）
由于Ｉ
ｇ
＝０，所以有Ｉ
1
＝Ｉ
ｘ
，Ｉ
2
＝Ｉ
0
。
将式（1）与（2）得
Ｒ
1
／Ｒ
ｘ
＝Ｒ
2
／Ｒ
0
（3）
Ｒ
ｘ
＝（Ｒ
1
／Ｒ
2
）*Ｒ
0
＝Ｋ
ｒ
Ｒ
0
（4）
式子中的Ｋ
ｒ
＝Ｒ
1
／Ｒ
2
，叫做倍率或比例系数。式（3）和（4）称为电桥的平衡条件。
电桥调节平衡后，通过三个标准的电阻箱的阻值可以计算出待测电阻的阻值。
调节电桥平衡的一般方法是先调节Ｒ
1
／Ｒ
2
的比值为某一合适的值，如1：1保持Ｒ
1
／
Ｒ
2
不变，再调节电阻Ｒ
0
。
【实验仪器】
直流稳压电源、电阻箱（ＺＸ21型，0.1级3只）、检流计Ｇ（ＡＣ5／1型或其他型）、
电阻（2个）、滑动变阻器、开关（2个）、桥式电路（ＱＪ23型，0.1级）、导线若干。
【实验内容】
1.敞式电桥
（1）熟悉仪器，调整仪器：
检流计：调准检流计的零点，选取较大的检流计的量程；直流稳压电源输出电压调为5伏。
（2）按图2接好电路。注意将保护检流计的滑动变阻器R
h
阻值调到最大（检流计允许
-4
通过的电流在10A以下）。
（3）调节电桥平衡。调节Ｒ
1
、Ｒ
2
（几千欧姆左右），选取倍率Ｋ
ｒ
，接通Ｋ
E
。先取Ｒ
0
值大时，瞬间接触检流计开关Ｋ
G
，观看指针偏转方向；再取Ｒ
0
小时，在瞬间接触检流计开
关K
G
，观看指针偏转方向，掌握Ｒ
0
值大或小时指针的偏转规律，按照这个规律调节Ｒ
0
使检
流计（Ｇ）的指针指零，每次调节时，都要瞬间接触Ｋ
ｇ
，如果指针跑出格外，要立即断开
Ｋ
G
。逐渐减小Ｒ
E
和检流计的量程，调节电阻箱Ｒ
０
的值，始终保持检流计指针指零，直至
R
E
较小到零、检流计的量程为合适值时，检流计指针仍指零点。记录此时的R
1
、R
2
、R
0
的值，
填入表1中。
表1 电阻单位：Ω
Ｒ
ｘ1
Ｒ
ｘ2
Ｒ
串
Ｒ
并
R
1
2000
2000
Ｒ
２
2000
2000
Ｒ
０
800
1000
Ｒ
ｘ
800
1000
1800
444.4
（4）将R
x1
换上另一个待测电阻R
x2
，重复前而的测量过程。
（5）测R
x1
和R
x2
两电阻的串联值。
（6）测R
x1
和R
x2
两电阻的并联值。
（7）根据（4）式计算待测电阻月。R
x1
、R
x2
，以及R
x1
,和R
x2
的串并联值R
串
和R
并
（8）估算各电阻值的不确定度，写出测量结果的完整表达式。
（9）关刚电源，整理仪器。
R
2
2．箱式电桥测电阻
【重点和难点】
重点是惠斯通电桥测电阻的原理；难点是惠斯通电桥的连接方法和平衡的调节方法。
【注意事项】
1电桥通电前，注意电源电压的取值，检流计的档位在“非线性档”（或大档位），保
护检流计的滑线电阻器R
h
阻值要调到最大；
2接好线蹄，经教师检查无误后方可通电实验。
3标准电阻箱R
1
、R
2
.的阻值取几千欧左右，即中值电阻范围，不可太小；