2024年4月28日发(作者：智雅娴)
大学物理实验4.10 筛选电阻
大学物理实验4.10-筛选电阻
以下是下学期大学物理实验中筛选阻力的实验。由于教材中没有任何内容，结合老师
的讲解和我自己的总结，我做了以下详细的实验内容。我希望这对你有帮助。非常感谢。
实验4.10筛选电阻（讲义）
测试要求：
现需要在100只阻值在700?到1200?之间的电阻中筛选出阻值为1000?的电阻，要
求不确定度不高于1%。并进一步对筛选出的这些电阻进行分组，使得每组内的电阻相互
之间阻值的差别不高于0.1%。为了使筛选既快速、准确又经济的目的，可考虑设计自搭
惠斯通电桥、并利用电桥灵敏度的概念对电阻进行筛选。
设计原则：（见直流电桥电阻测量实验）1。当桥平衡时：RX？2.电桥灵敏度：定义
s测量？（r2r1rs）
?n?rsrs)，分析计算s理论?sg?urt,其中rt?r1?r2?rs?rx
3.本实验不确定度的主要原因是：（1）电桥灵敏度引起的不确定度：ER1？？rx2rx？
rx1rx？（RS2？纳秒测量？R22）
?rsrs（2）电阻箱阻值不确定度：er2??r1r1)?()?()
2（在本实验中，电阻箱的等级为0.1，电阻箱电阻值的不确定度可表示为？R？1%R？
0.002n。可以看出，对于电阻值中等的电阻，第一项远大于第二项，因此ER2？0.17%为
固定值）。
（3）导线电阻引起的不确定度：实验中电阻取值较大可以不考虑导线电阻。
因此，测量的总不确定度为：e？er1？er2
设计方案：
1.不确定度分析的筛选阻力值为1000？不确定度要求不超过1%。从前面对不确定性
的讨论中，我们可以看到ER2？？1%，因此在设计电桥时，只需考虑电桥灵敏度引起的
不确定度分量ER1的影响
er1??1rx??ns测量?1%
22从这个公式可以看出，当s被测量时？100格，？N1格还是s测量？1000格，？
N当10格，ER1？1%，所以使用灵敏度为100格（或1000格）的电桥来屏蔽电阻。当
电流计指针的偏转不大于1时
格（或10格）时，这样的电阻就是满足要求的。
2.适当的电桥灵敏度进一步考虑将这些选定电阻器分组，每组电阻之间的差异要求不
超过0.1%。我们做以下分析：如果我们采取s测量？100格，当电阻值之差不大于0.1%
时，检流计指针
偏转格数?n?0.1格，这在实验上是很难分辨的；若取s测量?1000格，则电阻阻值
的差别不高于0.1%时，检流计指针偏转格数?n?1格，因此，选择s测量?1000格是合适
的。3、合理选择电桥参数根据公式s理论?sg?urt,其中rt?r1?r2?rs?rx我们通过合理选择
捡流
仪表的灵敏度、电源的电动势和四个臂的电阻值可以测量吗？1000格。
例如：取r1?500.0?,r2?500.0?,rs?1000.0?,u?3v,sg?106格/a,则s?1000格。
什么时候N1小时，呃？0.1%；
当?n?10时，er1?1%。
4.筛选抗性使用电桥，可同时进行抗性筛选和分组。
先使用一只1000?的精密电阻（精度0.05%）作为待测电阻，调节电桥平衡，并使
电桥灵敏度s测量精确地等于100格。然后换下1000?的精密电阻，轮流测量其它待测
电阻并记录检流计指针偏转格数。检流计指针偏转在10格内的电阻不确定度小于等于
1%；将检流计指针偏转在同一方向同一格内的电阻分为一组，这时各组内电阻阻值相互
之间的差别不高于0.1%.
注意事项：
由于电桥灵敏度的理论值与实验值会存在一定差别，实验时应以实验值为准。实验时
如果理论值与实验值存在差别，要根据电桥灵敏度计算公式s理论?sg?urt电源电动势及
桥臂电,通过调节捡流计灵敏度、
电阻值使灵敏度满足要求。
附：
由于实验室提供的待测电阻的误差范围太大，为了确保能够筛选出合适的电阻，筛选
电阻值可以为1000？条件放宽，即首先选择要测量的任何电阻来调整电桥平衡，并将电
阻的电阻值作为筛选电阻值。
如果实验给出的是箱式电桥，应按照说明书合理使用电桥。通过测量电桥灵敏度确定
出检流计指针偏转在几格内电阻阻值的不确定度小于1%；确定出检流计指针偏转在几格
内电阻可分为一组并满足不确定度小于等于0.1%的要求。评分标准
设计方案：1。根据实验要求对不确定度进行定量分析。（10分）2。分析如何合理
选择电桥灵敏度和电桥参数。（10分）实验步骤：1。绘制实验电路图。（5分）
2、调节电桥平衡并测量灵敏度，记录r1、r2、rs、sg、
测量值△ RS，△ N和s（5分）
3、调节检流计灵敏度、电源电动势及桥臂电阻阻值使
err2保护开关k1r1grsrxk实验电路图
灵敏度满足要求。记录r1、r2、rs、sg、△rs、△n、rs、s测量的值。（5分）
4.重新平衡电桥（平衡时将RS转回数值），然后用1000替换？依次测量其精密电
阻
它待测电阻并记录检流计指针偏转格数。（5分）
实验结果：记录在表中（10点）>10左10左9左8左7左6左5左4左3左2左
1右1右2右3右4右5右6右7右8右9右10>10r23r7r5
2024年4月28日发(作者：智雅娴)
大学物理实验4.10 筛选电阻
大学物理实验4.10-筛选电阻
以下是下学期大学物理实验中筛选阻力的实验。由于教材中没有任何内容，结合老师
的讲解和我自己的总结，我做了以下详细的实验内容。我希望这对你有帮助。非常感谢。
实验4.10筛选电阻（讲义）
测试要求：
现需要在100只阻值在700?到1200?之间的电阻中筛选出阻值为1000?的电阻，要
求不确定度不高于1%。并进一步对筛选出的这些电阻进行分组，使得每组内的电阻相互
之间阻值的差别不高于0.1%。为了使筛选既快速、准确又经济的目的，可考虑设计自搭
惠斯通电桥、并利用电桥灵敏度的概念对电阻进行筛选。
设计原则：（见直流电桥电阻测量实验）1。当桥平衡时：RX？2.电桥灵敏度：定义
s测量？（r2r1rs）
?n?rsrs)，分析计算s理论?sg?urt,其中rt?r1?r2?rs?rx
3.本实验不确定度的主要原因是：（1）电桥灵敏度引起的不确定度：ER1？？rx2rx？
rx1rx？（RS2？纳秒测量？R22）
?rsrs（2）电阻箱阻值不确定度：er2??r1r1)?()?()
2（在本实验中，电阻箱的等级为0.1，电阻箱电阻值的不确定度可表示为？R？1%R？
0.002n。可以看出，对于电阻值中等的电阻，第一项远大于第二项，因此ER2？0.17%为
固定值）。
（3）导线电阻引起的不确定度：实验中电阻取值较大可以不考虑导线电阻。
因此，测量的总不确定度为：e？er1？er2
设计方案：
1.不确定度分析的筛选阻力值为1000？不确定度要求不超过1%。从前面对不确定性
的讨论中，我们可以看到ER2？？1%，因此在设计电桥时，只需考虑电桥灵敏度引起的
不确定度分量ER1的影响
er1??1rx??ns测量?1%
22从这个公式可以看出，当s被测量时？100格，？N1格还是s测量？1000格，？
N当10格，ER1？1%，所以使用灵敏度为100格（或1000格）的电桥来屏蔽电阻。当
电流计指针的偏转不大于1时
格（或10格）时，这样的电阻就是满足要求的。
2.适当的电桥灵敏度进一步考虑将这些选定电阻器分组，每组电阻之间的差异要求不
超过0.1%。我们做以下分析：如果我们采取s测量？100格，当电阻值之差不大于0.1%
时，检流计指针
偏转格数?n?0.1格，这在实验上是很难分辨的；若取s测量?1000格，则电阻阻值
的差别不高于0.1%时，检流计指针偏转格数?n?1格，因此，选择s测量?1000格是合适
的。3、合理选择电桥参数根据公式s理论?sg?urt,其中rt?r1?r2?rs?rx我们通过合理选择
捡流
仪表的灵敏度、电源的电动势和四个臂的电阻值可以测量吗？1000格。
例如：取r1?500.0?,r2?500.0?,rs?1000.0?,u?3v,sg?106格/a,则s?1000格。
什么时候N1小时，呃？0.1%；
当?n?10时，er1?1%。
4.筛选抗性使用电桥，可同时进行抗性筛选和分组。
先使用一只1000?的精密电阻（精度0.05%）作为待测电阻，调节电桥平衡，并使
电桥灵敏度s测量精确地等于100格。然后换下1000?的精密电阻，轮流测量其它待测
电阻并记录检流计指针偏转格数。检流计指针偏转在10格内的电阻不确定度小于等于
1%；将检流计指针偏转在同一方向同一格内的电阻分为一组，这时各组内电阻阻值相互
之间的差别不高于0.1%.
注意事项：
由于电桥灵敏度的理论值与实验值会存在一定差别，实验时应以实验值为准。实验时
如果理论值与实验值存在差别，要根据电桥灵敏度计算公式s理论?sg?urt电源电动势及
桥臂电,通过调节捡流计灵敏度、
电阻值使灵敏度满足要求。
附：
由于实验室提供的待测电阻的误差范围太大，为了确保能够筛选出合适的电阻，筛选
电阻值可以为1000？条件放宽，即首先选择要测量的任何电阻来调整电桥平衡，并将电
阻的电阻值作为筛选电阻值。
如果实验给出的是箱式电桥，应按照说明书合理使用电桥。通过测量电桥灵敏度确定
出检流计指针偏转在几格内电阻阻值的不确定度小于1%；确定出检流计指针偏转在几格
内电阻可分为一组并满足不确定度小于等于0.1%的要求。评分标准
设计方案：1。根据实验要求对不确定度进行定量分析。（10分）2。分析如何合理
选择电桥灵敏度和电桥参数。（10分）实验步骤：1。绘制实验电路图。（5分）
2、调节电桥平衡并测量灵敏度，记录r1、r2、rs、sg、
测量值△ RS，△ N和s（5分）
3、调节检流计灵敏度、电源电动势及桥臂电阻阻值使
err2保护开关k1r1grsrxk实验电路图
灵敏度满足要求。记录r1、r2、rs、sg、△rs、△n、rs、s测量的值。（5分）
4.重新平衡电桥（平衡时将RS转回数值），然后用1000替换？依次测量其精密电
阻
它待测电阻并记录检流计指针偏转格数。（5分）
实验结果：记录在表中（10点）>10左10左9左8左7左6左5左4左3左2左
1右1右2右3右4右5右6右7右8右9右10>10r23r7r5