专题三 直流单臂电桥测量电阻（教案）-山东省对口升学《电气测量技术》（第2版）(高教社）专题复习讲练测

专题三 直流单臂电桥测量电阻（教案）-《电气测量技术》（第2版） 高教社-专题复习讲练测 一、考纲解读 1.能够准确阐述直流单臂电桥的基本结构，包括比例臂、比较臂、检流计和电源等关键组成部分及其作用。 2.清晰理解直流单臂电桥的主要技术参数，如测量范围、灵敏度等，明确各参数对测量结果的影响。​ 3.熟练掌握直流单臂电桥测量电阻的工作原理，理解惠斯通电桥平衡原理在测量中的应用。 二、知识点梳理 一、识--认识直流单臂电桥 要求 常见的直流单臂电桥如图 1-3-1所示,以小组为单位,仔细观察直流单臂电桥,认识其外形及各部分结构含义,讨论交流,增强对直流单臂电桥的认识。 1.结构 以 QJ23A 型直流单臂电桥为例,如图 1-3-2 所示。 2.技术参数 OJ23A 型直流单臂电桥的技术参数见表 1-3-1。 要点提示 测量时要根据待测电阻的大小,选择合适的倍率,务必使电桥的四个比较臂旋钮都用上,使测量结果有4位有效数字,以减小误差,故有效量程小于实际测量范围。 二、探--探究直流单臂电桥测量电阻的工作原理 从图1-3-3可以看出,检流计像“桥”一样架于BD 之间,故称为电桥。其中，R1、R2、Rx、Rs称为四个桥臂;R1、R2称为比例臂,Rs为比较臂,Rx为待测臂。 当电路闭合，BD两点电位相等时,灵敏电流计G 中无电流通过,指针不偏转,称为电桥平衡,否则电桥不平衡。 当电桥平衡时,由电路结构关系可得 R2Rx=R1Rs 则所测得电阻的阻值为 Rx=R1/R2Rs=CRs 三、做--使用直流单臂电桥测量电阻 使用直流单臂电桥测量电阻的方法 ①检流计调零 调节检流计调零旋钮把指针调到零位 ②将被测电阻接于 Rx 位置 先用万用表估测待测电阻的大小然后把被测电阻接于 Rx位置。 要求用较粗较短的连接导线,并将漆膜刮净,接头拧紧,避免采用线夹。因为接头接触不良将使电桥的平衡不稳定,严重时可能损坏检流计 ③选择比率臂和比较臂 根据估测值,选择适当的比率臂和比较臂,使比较臂的四个挡位都能被充分利用。这样容易把电桥调到平衡,并能保证测量结果具有4位有效数字 ④调整检测 先按下电源按钮B,再按下检流计按钮 G。 根据指针摆动情况,调整比较臂电阻至检流计指向零位,使电桥平衡。若指针向“+”方向偏摆,则需增加比较臂电阻,若指针向“_”方向偏摆,则需减小比较臂电阻 ⑤读数 测量完毕后,先松开检流计按钮G再松开电源按钮B,否则将造成检流计的损坏,然后读数。读数方法:被测电阻=比率臂x比较臂。 ⑥拆除线路 读数完毕,拆除测试线路,锁上检流计锁扣(将“内接”接线柱短路,以防搬动过程中损坏检流计) 直流单臂电桥测量电阻时的注意事项: ① 在不能预估被测阻值大小时,应先用万用表初步测量被测电阻,再使用直流单臂电桥精确测量。 ② 在预设比较臂时,除正常预设阻值外,其他的比较臂挡位必须调至零位,以提高测量速度。 ③ 测量导线应紧固连接,以免接触电阻过大引起测量误差。 三、真题练讲 1.(2021年山东省统一考试)影响直流单臂电桥测量精度的因素不包括（ ）。 A. 电桥灵敏度 B. 环境湿度 C. 导线电阻 D. 测量人员的操作熟练程度 答案：B 解析：电桥灵敏度、导线电阻、测量人员操作熟练程度都会影响测量精度，环境湿度对直流单臂电桥测量电阻精度影响较小，B 正确，A、C、D 错误。 2.(2021年山东省统一考试)当直流单臂电桥测量电阻值为 100Ω，比例臂选择 ×10 档位时，比较臂的读数应为（ ）。 A. 10Ω B. 100Ω C. 1000Ω D. 1Ω 答案：A 解析：根据直流单臂电桥测量原理，被测电阻 = 比例臂倍数 × 比较臂电阻值，已知被测电阻为 100Ω，比例臂为 ×10，所以比较臂电阻值 = 100Ω÷10 = 10Ω，A 正确，B、C、D 错误。 3.(2021年江西省统一考试)直流单臂电桥在使用前，需要进行的操作是（ ）。 A. 预热 30 分钟 B. 对检流计进行机械调零 C. 校准比例臂 D. 测量电源内阻 答案：B 解析：直流单臂电桥使用前需要对检流计进行机械调零，确保测量准确性，B 正确；一般不需要预热 30 分钟，A 错误；比例臂在出厂时已校准好，使用时无需校准，C 错误；不需要测量电源内阻，D 错误。 4.(2020年山东省统一考试)以下操作可能损坏直流单臂电桥检流计的是（ ）。 A. 测量前调零 B. 测量时缓慢调节比较臂 C. 测量时电桥未平衡就断开电源 D. 测量完毕后对检流计进行短路保护 答案：C 解析：测量时电桥未平衡就断开电源，会使检流计中瞬间通过较大电流，可能损坏检流计，C 正确；测量前调零、缓慢调节比较臂、测量完毕后短路保护均是正确操作，不会损坏检流计，A、B、D 错误。 5.(2019年河南省统一考试)测量直流单臂电桥的电源电压时，应使用（ ）。 A. 万用表直流电压档 B. 万用表直流电流档 C. 万用表交流电压档 D. 万用表电阻档 答案：A 解析：直流单臂电桥电源为直流电源，测量直流电压应使用万用表直流电压档，A 正确；万用表直流电流档用于测量电流，B 错误；交流电压档用于测量交流电压，C 错误；电阻档用于测量电阻，D 错误。 四、限时练讲 1.直流单臂电桥主要由（ ）组成。 A. 比例臂、比较臂、检流计、电源 B. 比例臂、比较臂、电压表、电源 C. 比例臂、电流表、检流计、电源 D. 电压表、电流表、检流计、电源 答案：A 解析：直流单臂电桥的基本结构包含比例臂用于设置比例关系，比较臂用于调节电阻值，检流计用于检测电桥是否平衡，电源为电桥提供工作电压，所以选 A；电压表和电流表不属于直流单臂电桥的基本组成部分，故 B、C、D 错误。 2.以下关于直流单臂电桥技术参数中，说法正确的是（ ）。 A. 测量范围越大，电桥精度越高 B. 灵敏度越高，测量结果越准确 C. 工作电压越高，测量误差越大 D. 环境温度对测量结果无影响 答案：B 解析：电桥灵敏度越高，能更敏锐地检测到微小的不平衡，从而使测量结果更准确，B 正确；测量范围和精度并无直接的大小关联，A 错误；合适的工作电压是电桥正常工作的条件，并非电压越高误差越大，C 错误；环境温度会影响电阻阻值，进而影响测量结果，D 错误。 3.直流单臂电桥测量电阻的工作原理基于（ ）。 A. 欧姆定律 B. 基尔霍夫定律 C. 惠斯通电桥平衡原理 D. 电磁感应定律 答案：C 解析：直流单臂电桥是利用惠斯通电桥平衡原理，当电桥达到平衡时，可根据已知电阻值计算出被测电阻值，C 正确；欧姆定律、基尔霍夫定律、电磁感应定律均不是直流单臂电桥的工作原理，A、B、D 错误。 4.在直流单臂电桥中，比例臂的作用是（ ）。 A. 调节电桥平衡 B. 提供标准电阻 C. 设置被测电阻与标准电阻的比例关系 D. 测量通过电阻的电流 答案：C 解析：比例臂用于设置被测电阻与标准电阻之间的比例关系，通过此比例和比较臂电阻值计算被测电阻，C 正确；调节电桥平衡主要靠比较臂，A 错误；提供标准电阻的是比较臂，B 错误；比例臂不能测量电流，D 错误。 5.当直流单臂电桥检流计指针指向零位时，表示（ ）。 A. 电桥达到平衡状态 B. 被测电阻短路 C. 被测电阻断路 D. 检流计损坏 答案：A 解析：检流计指针指向零位，说明电桥两端电位相等，即电桥达到平衡状态，A 正确；若被测电阻短路，检流计会有较大偏转，B 错误；被测电阻断路时，检流计也不会指向零位，C 错误；检流计损坏不会指向零位，D 错误。 6.以下关于直流单臂电桥比较臂的说法，正确的是（ ）。 A. 比较臂只能调节一个电阻值 B. 比较臂由多个电阻串联而成，可组合出不同电阻值 C. 比较臂电阻值固定不变 D. 比较臂用于设置比例关系 答案：B 解析：比较臂通常由多个电阻串联，通过不同的组合方式可以得到不同的电阻值，用于调节电桥平衡，B 正确；比较臂不是只能调节一个电阻值，A 错误；比较臂电阻值是可调节的，C 错误；设置比例关系的是比例臂，D 错误。 7.用直流单臂电桥测量电阻时，若发现检流计指针向正方向偏转，应（ ）。 A. 增大比较臂电阻 B. 减小比较臂电阻 C. 增大比例臂电阻 D. 减小比例臂电阻 答案：A 解析：检流计指针向正方向偏转，说明比较臂电阻偏小，导致电桥不平衡，应增大比较臂电阻使电桥趋向平衡，A 正确；减小比较臂电阻会使不平衡加剧，B 错误；改变比例臂电阻不能直接解决当前不平衡问题，C、D 错误。 8.直流单臂电桥的测量范围一般适用于（ ）。 A. 1Ω 以下 B. 1Ω - 1MΩ C. 1MΩ 以上 D. 任意电阻值 答案：B 解析：直流单臂电桥的测量范围通常在 1Ω - 1MΩ 之间，B 正确；1Ω 以下一般用直流双臂电桥测量，A 错误；1MΩ 以上测量误差较大，不适合直流单臂电桥，C 错误；直流单臂电桥测量范围有限，并非任意电阻值，D 错误。 9.在使用直流单臂电桥测量电阻过程中，检流计指针始终向一边偏转，可能的原因有哪些？ 答案：可能的原因有：①被测电阻连接错误，如开路或短路；②比例臂或比较臂电阻选择不当，导致电桥无法平衡；③检流计极性接反；④电桥内部电路存在故障，如电阻损坏等 。 10.简述使用直流单臂电桥测量电阻的具体操作步骤？ 答案：具体操作步骤如下：①进行测量前的准备工作，包括检查电桥、调零检流计、选择比例臂和连接线路；②接通电源，先按下电源按钮，再按下检流计按钮；③调节比较臂电阻，观察检流计指针的偏转方向，逐步使检流计指针指零，达到电桥平衡；④读取比例臂比率和比较臂电阻值，根据公式计算被测电阻值；⑤测量结束后，先松开检流计按钮，再松开电源按钮，拆除测量线路 。 五、学法建议 重点复习知识点： 1.桥臂电阻：由四个电阻（R1、R2、R3、Rx）组成桥式电路，其中 Rx 为待测电阻，R1、R2 为比例臂，R3 为比较臂。 2.当电桥四个臂的电阻满足 R1/R2 = Rx/R3 时，桥路两端电位相等，检流计无电流通过（指针归零），此时称为电桥平衡。 3.根据基尔霍夫定律，电桥平衡时，待测电阻 Rx = (R1/R2)×R3，其中 R1/R2 为比例臂比值，R3 为比较臂电阻值。 请同学们多结合实际操作，加深对理论知识的理解；操作需要反复练习，加深记忆；要注意安全，避免发生意外。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$