平衡電橋法在高中物理競賽中的應用研究

電橋是一種用比較法進行測量的儀器，由于它的精確度和靈敏性都比較高，所以在電磁學測量技術中得到了極其廣泛的應用。電橋法又可分為平衡電橋法和非平衡電橋法兩大類。為了更有效地指導學生學會靈活應用平衡電橋法解決實際問題，培養其高層次的實驗素養和創新實踐能力，本文擬從平衡電橋法的基本原理、平衡電橋法的誤差來源、平衡電橋法在測量中值、低值、高值電阻中的實驗設計等三個方面來對平衡電橋法在高中物理競賽中的應用做一系統研究，闡述如下:

1 平衡電橋法的基本原理

如圖1，四個電阻構成一四邊形，每一條邊稱為電橋的一個臂，其中R1、R2為比率臂，RS為比較臂，Rx為待測臂。接入檢流計的對角線就稱為橋。當通過檢流計的電流為零時，電橋就處于平衡狀態。此時有:R1Rx=U1Ux;R2RS=U2US;而U1=U2;Ux=US;所以有R1Rx=R2RS，即Rx=R1R2RS。實驗中，若R1，R2，RS均已知，則Rx可求。

2 平衡電橋法的誤差來源

電橋法的誤差來源有兩方面，橋臂電阻的準確度和電橋的靈敏度。