四端法测低电阻

南昌大学物理实验报告

课程名称： 物理设计类实验

实验名称： 低值电阻的测量

学院： 专业班级：

学生姓名： 学号：

实验地点： 座位号： 6号

实验时间： 第六周星期三下午十五时四十五分开始

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一、实验目的： 1. 学习低电阻的测量方法； 2. 掌握及了解四探针法及其应用。 二、实验原理： 伏安法测中等阻值的电阻是很容易的，但在测低电阻Rx时将遇到困难，如图5-1所示，（a）是伏安法的一般电路图，（b）是将Rx两侧的接触电阻，导线电阻以等效电阻R'1，R'2，R'3，R'4标志的电路图。由于电压表V的内阻较大，串接小电阻R'1，R'4对其测量影响不大，而R'2，R'3串接到被测低电阻Rx后，使被测电阻成为（R'2+Rx+ R'3）其中R'2和R'3和Rx相比是不可不计，有时甚至超过Rx，因此如图5-1所示的电路不能用以测量低电阻Rx。 图5-1 伏安法测量低电阻的问题 图5-2 四端法测量低电阻的原理图 解决上述测量的困难，关键在于消除R'2，R'3的影响，图5-2的电路可以达到这个目的，它是将低阻Rx两侧的接点分为两个电流接点（cc）和两个电压节点（pp），这样电压表测量的是长L的一段低电阻（其中不包括R'2和R'3）两端的电压。这样的四接点测量电路使低电阻测量成为可能。 三、实验仪器： 数字直流电压表（1件）、数字直流电流表（1件）直流电源（1件）、DHSR四端电阻器（1件）、金属棒（3根）、导线（6根）、螺旋测微器（1件）、短路片若干。 四、实验内容和步骤： 测量金属棒不同长度L时的电阻，根据 = / 计算出金属棒的电阻率。本实验中，共提供三种金属棒，黄铜、.

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铝合金和碳素钢，已知20℃时黄铜的标准电阻率6.9×10-8(Ω·m)，20℃时碳素钢的标准电阻率1.6×10-7(Ω·m)。 实验步骤如下： 1. 利用螺旋测微器测量待测金属棒的直径（记录五组数据，分析不确定度）。 2. 将直流电源的输出电压调至5V，按照预习报告中的电路图连接好电路。 3. 固定C2位置，移动P2，记录P1P2间距L及对应的电压表读数UR（毫伏档），要求记录6组数据，求出不同长度L时的电阻R，求出电阻率 。 4. 更换待测金属棒，重复以上步骤。 五、实验数据与处理： 原始数据： （一）铜 d/mm I/A U/mv 100.00 130.00 160.00 190.00 220.00 250.00 0.1686 0.1686 0.1686 0.1686 0.1686 0.1686 0.07 0.10 0.13 0.16 0.19 0.22 ( 二 ) 铝 d/mm I/A U/mv 100.00 130.00 160.00 190.00 220.00 250.00 0.1685 0.1685 0.1685 0.1685 0.1685 0.1685 0.04 0.06 0.08 0.10 0.12 0.14 （三）铁 d/mm I/A U/mv 100.00 130.00 160.00 190.00 220.00 250.00 0.1683 0.1683 0.1683 0.1683 0.1683 0.1683 0.23 0.30 0.38 0.46 0.53 0.61 数据处理： .

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由 和 = / 可得表如下 （一） 铜 d/mm I/A U/mv 100.00 0.1686 0.07 4.1518 R/Ω 电阻率 5.23 130.00 0.1686 0.10 160.00 0.1686 0.13 190.00 0.1686 0.16 220.00 0.1686 0.19 250.00 0.1686 0.22 5.9312 7.7106 9.4899 1.1269 1.3049 5.75 6.07 6.29 6.45 6.58 所以 铜 不计B类误差，所以u= 铜 Ω 所以 铜 （二） 铝 同理得： d/mm I/A U/mv 100.00 0.1685 0.04 2.3739 130.00 0.1685 0.06 160.00 0.1685 0.08 190.00 0.1685 0.10 220.00 0.1685 0.12 250.00 0.1685 0.14 R/Ω .

3.5608 4.7478 5.9347 7.1217 8.3086 .

电阻率 2.99 3.45 3.74 3.94 4.08 4.19 所以 铝 不计B类误差，所以u= 铝 Ω 铝所以 （三）铁 d/mm I/A U/mv 100.00 0.1683 0.23 1.3666 R/Ω 电阻率 1.72 130.00 0.1683 0.30 160.00 0.1683 0.38 190.00 0.1683 0.46 220.00 0.1683 0.53 250.00 0.1683 0.61 1.7825 2.2579 2.7332 3.1491 3.6245 1.73 1.78 1.81 1.80 1.83 .

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所以 铁 不计B类误差，所以u= 铁 Ω 铁所以 六、误差分析： 1．金属在不同情况下都会有被空气氧化，所以在d变大时，被氧化部分增多，所以电阻率变大。 2.由于电表精确度的限制，故数据并非绝对精确。 3.电阻在通电时间越长电阻变热，电阻率会变大。 .

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七、附上原始数据：

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