方法09電橋法-高考物理電學(xué)十大方法精講

方法09電橋法如圖：R1、R2、R3、R4是電橋的四個臂，電橋的一組對角頂點a、b之間接電阻R，對角c、d之間接電源，如果所接電源為直流電源，則這種電橋稱為直流電橋。RR1R2R4R3RdcabErIaIaIbIb電橋電路的主要特點就是：當(dāng)四個橋臂電阻的阻值滿足一定關(guān)系時，會使接在對角線a、b間的電阻R中沒有電流通過。這種情況稱平衡狀態(tài)。要達(dá)到平衡條件：必須滿足a、b兩點電勢相同。Uda=IaR1Uac=IaR2Udb=IbR3Ubc=IbR4Uda=UdbUac=UbcR1Ia=R3IbR2Ia=R4Ib或R1R4=R2R3直流電橋的平衡條件是：對臂電阻的乘積相等.【調(diào)研1】如圖所示是一種測量電阻的實驗裝置電路圖，其中R1、R2是未知的定值定值，R3是保護(hù)電阻，R是電阻箱，Rx是待測電阻，是一只零刻度在中央、指針可以左右偏轉(zhuǎn)的雙向電壓表.閉合開關(guān)S1、S2，調(diào)節(jié)R，使電壓表的指針指在零刻度處，這時R的讀數(shù)為90Ω；將R1、R2互換后，再次閉合S1、S2，調(diào)節(jié)R，使電壓表V的指針指在零刻度處，這時R的讀數(shù)為160Ω，那么被測電阻Rx的數(shù)值及R1與R2的比值分別為（）RR1R2RxRVS2R3S1A.120Ω3:4B.125Ω4:3C.160Ω16:9D.250Ω9:16解析：此題中的電路圖是電橋電路圖，其中R、Rx、R1、R2稱為電橋的四個臂，調(diào)節(jié)電阻箱R適當(dāng)時，使電壓表的讀數(shù)為零，此時稱電橋平衡；這時要滿足的條件為，由該條件即可求出Rx及R1、R2的比值；當(dāng)R=90Ω時，即，R1、R2互換后，R=160Ω，即，所以得Rx=120Ω.進(jìn)一步求出.A對.【調(diào)研2】如圖甲所示電路稱為惠斯通電橋，當(dāng)通過靈敏電流計G的電流Ig=0時，電橋平衡，可以證明電橋的平衡條件為：．圖乙是實驗室用惠斯通電橋測量未知電阻Rx的電路原理圖，其中R是已知電阻,S是開關(guān)，G是靈敏電流計，AC是一條粗細(xì)均勻的長直電阻絲，D是滑動頭，按下D時就使電流計的一端與電阻絲接通，L是米尺．(1)簡要說明測量Rx的實驗步驟，并寫出計算Rx的公式；(2)如果滑動觸頭D從A向C移動的整個過程中，每次按下D時，流過G的電流總是比前一次增大，已知A、C間的電阻絲是導(dǎo)通的，那么，電路可能在哪里出現(xiàn)斷路了．R1RR1R2R4R3GI2甲DSRxRGACBL乙解析：(1)閉合開關(guān)，把滑動觸頭放在AC中點附近，按下D，觀察電流表指針的偏轉(zhuǎn)方向；向左或向右移動D，直到按下D時，電流表指針不偏轉(zhuǎn)；用刻度尺量出AD、DC的長度l1和l2；根據(jù)公式Rx=R，求出Rx的值；(2)BC斷了.【調(diào)研3】如圖所示電路，電源的電動勢E=10V，內(nèi)阻不計，電阻R1=R2=R3=2Ω，R4=6Ω，電容器的電容C=7.5μF，G為靈敏電流計。當(dāng)電路中電阻R3發(fā)生斷路時，求流過電流計的電荷量。解析：原來電流計中無電流為等勢體，R1兩端電壓UR1==5V，R3兩端電壓UR3==2.5V，故Uba=φb－φa=2.5V，電勢φb>φa，電容器下極板帶正電，Q1=CUba=1.875×10－5C。R3發(fā)生斷路后，電路最終穩(wěn)定時等效電路如圖所示，電阻R4和電流計為等勢體，電容器兩板間電壓等于R2兩端電壓。Uab′=UR2′=5V，電勢φa′>φb′，電容器上極板帶正電，下極板帶負(fù)電，帶電荷量Q2=CUab′=3.75×10－5C。電容器下極板由帶正電，到后來帶負(fù)電，表明流過電流計的電流方向先是向下，放完電后又繼續(xù)反向充電，流過電流計的總電荷量為：Δq=Q1+Q2=5.625×10－5C。【調(diào)研4】某同學(xué)利用如圖（a）所示的電路測量一微安表（量程為100μA，內(nèi)阻大約為2500Ω）的內(nèi)阻?？墒褂玫钠鞑挠校簝蓚€滑動變阻器R1、R2（其中一個阻值為20Ω，另一個阻值為2000Ω）；電阻箱Rz（最大阻值為99999.9Ω）；電源E（電動勢約為1.5V）；單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。RzμARzμABS2S1ER1CR2D圖(a)（1）按原理圖（a）將圖（b）中的實物連線.（2）完成下列填空：①R1的阻值為Ω(填“20”或“2000”).②為了保護(hù)微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖（a）中的滑動變阻器的端（填“左”或“右”）對應(yīng)的位置；將R2的滑片D置于中間位置附近.③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1.將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置，最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前B與D所在位置的電勢（填“相等”或“不相等”）.④將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào)，其他條件保持不變，發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2601.0Ω時，在接通S2前后，微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為Ω（結(jié)果保留到個位）。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議：。解析：（1）實物連線如圖：（2）①滑動變阻器R1要接成分壓電路，則要選擇阻值較小的20Ω的滑動變阻器；②為了保護(hù)微安表，開始時將R1的滑片C滑到接近圖（a）中滑動變阻器的左端對應(yīng)的位置；③將電阻箱Rz的阻值置于2500.0Ω，接通S1；將R1的滑片置于適當(dāng)位置，再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置；最終使得接通S2前后，微安表的示數(shù)保持不變，這說明S2接通前后在BD中無電流流過，可知B與D所在位置的電勢相等；④設(shè)滑片P兩側(cè)電阻分別為R21和R22，因B與D所在位置的電勢相等，可知；=；同理當(dāng)Rz和微安表對調(diào)時，仍有：=；聯(lián)立兩式解得：RA==Ω=2550Ω.（