四端法测低电阻

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1、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

2、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（

3、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、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

4、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/mm100.00130.00160.00190.00220.00250.00I/A0.16860.16860.16860.16860.16860.1686U/mv0.070.100.130.160.190.22(二)铝d/mm100.00130.00160.00190.00220.00250.00I/A0.16850.16850.16850.16850.16850.1685U/mv0.040.060.08

5、0.100.120.14（三）铁d/mm100.00130.00160.00190.00220.00250.00I/A0.16830.16830.16830.16830.16830.1683U/mv0.230.300.380.460.530.61数据处理：由R=UI和?=??/?可得表如下（一）铜d/mm100.00130.00160.00190.00220.00250.00I/A0.16860.16860.16860.16860.16860.1686U/mv0.070.100.130.160.190.22R/Ω4.1518×10-45.9312×10-

6、47.7106×10-49.4899×10-41.1269×10-41.3049×10-4电阻率5.23×10-85.75×10-86.07×10-86.29×10-86.45×10-86.58×10-8ρ=i6ρi=6.06×10-8σρ=ρ-ρi2n(n-1)所以σρ铜=0.2×10-8不计B类误差，所以u=σρ铜所以ρ铜=6.06×10-8±0.2×10-8Ω·mu=0.033×100%（一）铝同理得：d/mm100.00130.00160.00190.00220.00250.00I/A0.16850.16850.16850.16850.16850

7、.1685U/mv0.040.060.080.100.120.14R/Ω2.3739×10-43.5608×10-44.7478×10-45.9347×10-47.1217×10-48.3086×10-4电阻率2.99×10-83.45×10-83.74×10-83.94×10-84.08×10-84.19×10-8ρ=i6ρi=3.73×10-8σρ=ρ-ρi2n(n-1)所以σρ铝=0.1×10-8不计B类误差，所以u=σρ铝所以ρ铝=3.73×10-8±0.1×10-8Ω·mu=0.027×100%（三）铁d/mm100.00130.00160.0

8、0190.00220.00250.00I/A0.16830.16830.1683