第4卷 电桥与兆欧表测量电阻 山东省（春季高考）《电气测量技术》（高教版·第4版） 单元过关卷

山东省（春季高考）考纲百套卷 第4卷 电桥与兆欧表测量电阻 单元过关卷《电气测量技术》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 选用直流双臂电桥倍率时，首要考虑的因素是（ ） A. 待测电阻的大概数值 B. 测量环境温度 C. 电桥的生产日期 D. 操作人员的经验 2. 交流电桥平衡时，需要满足的条件是（ ） A. 幅值和相位都平衡 B. 相位平衡 C. 幅值平衡 D. 只需幅值平衡 3. 直流双臂电桥的测量误差通常来源于（ ） A. 电源电压的稳定性 B. 环境温度的变化 C. 电阻箱的精度 D. 所有以上因素 4. 为了提高交流电桥的灵敏度，可以（ ） A. 增大电源电压 B. 选用高灵敏度的平衡指示器 C. 优化桥臂阻抗匹配 D. 以上都是 5. 直流单臂电桥不适用于测量（ ） A. 10Ω电阻 B. 100Ω电阻 C. 0.01Ω电阻 D. 1kΩ电阻 6. 电桥测量完毕后，应首先（ ） A. 关闭电源 B. 拆除被测电阻 C. 调大指零仪灵敏度 D. 调小比例臂 7. 直流单臂电桥中用于检测电桥是否平衡的部件是（ ） A. 电源 B. 比例臂 C. 比较臂 D. 检流计 8. 直流单臂电桥测量电阻时，若检流计指针向“-”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 9. 电桥法测量接地电阻时，桥臂平衡的条件是（ ） A. 电压相等 B. 电流相等 C. 电阻乘积相等 D. 功率相等 10. 在直流单臂电桥中，如何调整以使电桥达到平衡（ ） A. 调节可变电阻值 B. 调整检流计位置 C. 改变电源电压 D. 交换未知电阻与桥臂电阻位置 11. 指针式兆欧表的测量精度通常受到哪些因素的影响？（ ） A. 电池电量 B. 环境温度 C. 被测电阻值范围 D. 以上都是 12. 兆欧表测量完毕后，应先______，再拆除测量线（ ） A. 停止摇动手柄 B. 对被测设备放电 C. 对兆欧表放电 D. 以上都不对 13. 下列关于兆欧表工作原理的说法正确的是（ ） A. 基于欧姆定律 B. 基于电磁感应定律 C. 基于磁电系比率表原理 D. 基于基尔霍夫定律 14. 兆欧表的“E”端一般接（ ） A. 被测设备的导电部分 B. 都可以 C. 屏蔽端 D. 大地或设备外壳 15. 兆欧表使用前，需要进行开路和短路试验，短路试验时，指针应指向（ ） A. 0Ω B. ∞ C. 中间位置 D. 无要求 16. 在测量过程中，如果指针式兆欧表的指针偏转过大并撞击到刻度盘止点，应采取什么措施？（ ） A. 立即停止测量并检查电路 B. 减小测量电压 C. 更换更大量程的兆欧表 D. 校正指针零位 17. 兆欧表的表头通常采用（ ） A. 电磁系表头 B. 磁电系比率表 C. 电动系表头 D. 感应系表头 18. 下列关于接地电阻测量的说法，错误的是（ ） A. 测量时应断开被测接地极与其他接地装置的连接 B. 辅助电流电极C应距被测电极A 40m C. 测量后应取多次测量的平均值 D. 可以在带电状态下测量接地电阻 19. 兆欧表的额定转速一般为_____r/min（ ） A. 60 B. 100 C. 120 D. 150 20. 兆欧表的表盘刻度特点是（ ） A. 均匀刻度 B. 从左到右刻度值逐渐增大 C. 刻度值以千欧为单位 D. 零刻度在表盘右侧 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流双臂电桥通过比较臂电阻的变化来测量待测电阻。（ ） 22. 使用直流双臂电桥测量电阻时，只要连接好电路，无需进行调零操作。（ ） 23. 直流双臂电桥维护与保养中，无需定期检查并紧固所有连接。（ ） 24. 直流双臂电桥通过分离电流端和电位端，减小了接线电阻的影响。（ ） 25. 指针式兆欧表在测量过程中，摇动手柄的速度越快，测量结果越准确。（ ） 26. 兆欧表使用完毕后，不需要进行放电。（ ） 27. 指针式兆欧表的测量结果不受环境温度影响。（ ） 28. 用指针式兆欧表测量电阻时，只要将 L、E 端子分别接在被测设备两端即可，不需要考虑顺序。（ ） 29. 测量时，兆欧表的L端接被测设备导体，E端接接地设备的外壳。（ ） 30. 兆欧表的指针偏转角度与发电机输出电压无关。（ ） 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述惠斯通电桥的工作原理及平衡条件。 32. 使用直流单臂电桥时，比率如何选择？ 33. 简述直流双臂电桥的基本结构及其各部分作用。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某同学想用直流电桥测量一个色环电阻，这个电阻的色环从左向右依次是棕、红、橙、银四种颜色：（1）估测出该电阻的大小及误差；（2）当用直流电桥进行精确测量时，它的比例臂应选多大？比较臂四个旋钮又分别为多少？（3）当按下电源和检流计按钮时，发现检流计指针向“+”方向微偏，应该如何处理？ 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 $ 山东省（春季高考）考纲百套卷 第4卷 电桥与兆欧表测量电阻 单元过关卷《电气测量技术》电气技术类 时间：60分钟 总分：100分 班级＿＿＿＿　姓名＿＿＿＿　学号＿＿＿＿　成绩＿＿＿＿ 一、单项选择题（本大题共20小题，每题3分，共60分） 1. 选用直流双臂电桥倍率时，首要考虑的因素是（ ） A. 待测电阻的大概数值 B. 测量环境温度 C. 电桥的生产日期 D. 操作人员的经验 【答案】A 【解析】选用倍率时，首先要根据待测电阻的大概数值进行初步判断，其他选项并非首要考虑因素，所以选 A。 2. 交流电桥平衡时，需要满足的条件是（ ） A. 幅值和相位都平衡 B. 相位平衡 C. 幅值平衡 D. 只需幅值平衡 【答案】A 【解析】交流电桥由于涉及复数阻抗，平衡时需同时满足幅值平衡和相位平衡。 3. 直流双臂电桥的测量误差通常来源于（ ） A. 电源电压的稳定性 B. 环境温度的变化 C. 电阻箱的精度 D. 所有以上因素 【答案】D 【解析】直流双臂电桥的测量误差可能来源于多种因素，包括电源电压的稳定性、环境温度的变化和电阻箱的精度。 4. 为了提高交流电桥的灵敏度，可以（ ） A. 增大电源电压 B. 选用高灵敏度的平衡指示器 C. 优化桥臂阻抗匹配 D. 以上都是 【答案】D 【解析】增大电源电压可使电桥输出信号增强；高灵敏度平衡指示器能更精确检测平衡状态；优化桥臂阻抗匹配可使电桥在平衡时对微小变化更敏感，所以这些方法都有助于提高交流电桥灵敏度。 5. 直流单臂电桥不适用于测量（ ） A. 10Ω电阻 B. 100Ω电阻 C. 0.01Ω电阻 D. 1kΩ电阻 【答案】C 【解析】直流单臂电桥适用于测量中值电阻（1Ω - 1MΩ），0.01Ω属于小电阻，测量时引线电阻和接触电阻影响大，测量误差大，不适合用直流单臂电桥测量。 6. 电桥测量完毕后，应首先（ ） A. 关闭电源 B. 拆除被测电阻 C. 调大指零仪灵敏度 D. 调小比例臂 【答案】A 【解析】测量完毕后应先关闭电源，确保安全，再进行其他操作。 7. 直流单臂电桥中用于检测电桥是否平衡的部件是（ ） A. 电源 B. 比例臂 C. 比较臂 D. 检流计 【答案】D 【解析】检流计通过检测电路中有无电流，判断电桥是否平衡。当电桥平衡时，检流计无电流通过，指针指零；不平衡时，指针发生偏转。 8. 直流单臂电桥测量电阻时，若检流计指针向“-”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】B 【解析】检流计指针向“-”方向偏转，说明比较臂电阻偏大，应减小比较臂电阻使电桥平衡。 9. 电桥法测量接地电阻时，桥臂平衡的条件是（ ） A. 电压相等 B. 电流相等 C. 电阻乘积相等 D. 功率相等 【答案】C 【解析】电桥法基于对角桥臂电阻乘积相等的原理实现平衡测量。 10. 在直流单臂电桥中，如何调整以使电桥达到平衡（ ） A. 调节可变电阻值 B. 调整检流计位置 C. 改变电源电压 D. 交换未知电阻与桥臂电阻位置 【答案】A 【解析】在直流单臂电桥中，通常通过调节可变电阻的值来改变桥路的平衡状态，使电桥达到平衡。 11. 指针式兆欧表的测量精度通常受到哪些因素的影响？（ ） A. 电池电量 B. 环境温度 C. 被测电阻值范围 D. 以上都是 【答案】D 【解析】电池电量不足、环境温度变化、被测电阻值范围超出兆欧表量程等因素都可能影响测量精度。 12. 兆欧表测量完毕后，应先______，再拆除测量线（ ） A. 停止摇动手柄 B. 对被测设备放电 C. 对兆欧表放电 D. 以上都不对 【答案】A 【解析】兆欧表测量完毕后，应先停止摇动手柄，防止反充电损坏仪表，然后再拆除测量线，之后再对被测设备和兆欧表进行放电，所以选 A。 13. 下列关于兆欧表工作原理的说法正确的是（ ） A. 基于欧姆定律 B. 基于电磁感应定律 C. 基于磁电系比率表原理 D. 基于基尔霍夫定律 【答案】C 【解析】兆欧表是基于磁电系比率表原理工作的，通过测量两个线圈中电流的比值来确定绝缘电阻值，不是基于欧姆定律、电磁感应定律和基尔霍夫定律，所以选 C。 14. 兆欧表的“E”端一般接（ ） A. 被测设备的导电部分 B. 都可以 C. 屏蔽端 D. 大地或设备外壳 【答案】D 【解析】“E”端一般接大地或设备外壳，作为参考零电位端。 15. 兆欧表使用前，需要进行开路和短路试验，短路试验时，指针应指向（ ） A. 0Ω B. ∞ C. 中间位置 D. 无要求 【答案】A 【解析】短路试验时，将“L”和“E”短接，此时电路电阻为 0，指针应指向 0Ω，说明兆欧表能正常工作。 16. 在测量过程中，如果指针式兆欧表的指针偏转过大并撞击到刻度盘止点，应采取什么措施？（ ） A. 立即停止测量并检查电路 B. 减小测量电压 C. 更换更大量程的兆欧表 D. 校正指针零位 【答案】C 【解析】指针偏转过大并撞击到刻度盘止点通常意味着被测电阻值远小于当前量程所能测量的最小值，应更换更大量程的兆欧表进行测量。 17. 兆欧表的表头通常采用（ ） A. 电磁系表头 B. 磁电系比率表 C. 电动系表头 D. 感应系表头 【答案】B 【解析】兆欧表表头一般采用磁电系比率表，它的可动部分有两个线圈，能在磁场中转动，根据两个线圈中电流的比率来指示被测电阻的大小。 18. 下列关于接地电阻测量的说法，错误的是（ ） A. 测量时应断开被测接地极与其他接地装置的连接 B. 辅助电流电极C应距被测电极A 40m C. 测量后应取多次测量的平均值 D. 可以在带电状态下测量接地电阻 【答案】D 【解析】测量接地电阻时，被测电气设备必须停电，不能在带电状态下测量，否则会影响结果甚至危及安全。 19. 兆欧表的额定转速一般为_____r/min（ ） A. 60 B. 100 C. 120 D. 150 【答案】C 【解析】兆欧表在正常测量时，摇动手柄的转速一般规定为 120 r/min，以保证测量数据的准确性。 20. 兆欧表的表盘刻度特点是（ ） A. 均匀刻度 B. 从左到右刻度值逐渐增大 C. 刻度值以千欧为单位 D. 零刻度在表盘右侧 【答案】B 【解析】兆欧表表盘刻度不均匀，刻度值以兆欧为单位，零刻度在表盘左侧，从左到右刻度值逐渐增大，所以选 B。 二、判断题（本大题共10小题，每题2分，共20分） 21. 直流双臂电桥通过比较臂电阻的变化来测量待测电阻。（ ） 【答案】错误 【解析】直流双臂电桥通过调整桥臂电阻使电桥达到平衡状态，从而根据桥臂电阻的比例关系计算出待测电阻值，而非直接比较臂电阻的变化。 22. 使用直流双臂电桥测量电阻时，只要连接好电路，无需进行调零操作。（ ） 【答案】错误 【解析】在使用直流双臂电桥测量电阻前，必须先对检流计进行调零操作，确保测量初始状态准确，否则会影响测量结果，因此该说法错误。 23. 直流双臂电桥维护与保养中，无需定期检查并紧固所有连接。（ ） 【答案】错误 【解析】定期检查并紧固所有连接是确保电桥测量准确性的重要措施之一。 24. 直流双臂电桥通过分离电流端和电位端，减小了接线电阻的影响。（ ） 【答案】正确 【解析】直流双臂电桥采用电流端和电位端分开的四端接线方式。电流端用于向被测电阻供电，电位端用于检测被测电阻两端的电压，接线电阻和接触电阻上的电压降不会直接计入测量结果，因此能够减小接线电阻对低值电阻测量的影响。所以题干说法正确。 25. 指针式兆欧表在测量过程中，摇动手柄的速度越快，测量结果越准确。（ ） 【答案】错误 【解析】摇动手柄的速度应保持在规定范围内（一般为 120 转/分左右），速度过快或过慢都会影响测量结果的准确性。 26. 兆欧表使用完毕后，不需要进行放电。（ ） 【答案】错误 【解析】兆欧表使用完毕后，由于其内部电容可能存储电荷，为防止触电，应进行放电操作，不放电存在安全隐患，所以该说法错误。 27. 指针式兆欧表的测量结果不受环境温度影响。（ ） 【答案】错误 【解析】环境温度会对绝缘电阻产生影响，从而影响兆欧表的测量结果。 28. 用指针式兆欧表测量电阻时，只要将 L、E 端子分别接在被测设备两端即可，不需要考虑顺序。（ ） 【答案】错误 【解析】L 端子应接被测设备的线路端，E 端子接被测设备的接地端或外壳，正确连接才能保证测量准确性，顺序错误会影响测量结果。 29. 测量时，兆欧表的L端接被测设备导体，E端接接地设备的外壳。（ ） 【答案】正确 【解析】使用兆欧表测量设备绝缘电阻时，L端为线路端，应接被测设备的导体；E端为接地端，应接被测设备的外壳或地。这样兆欧表施加的直流高压能够作用于导体与外壳之间，并测出绝缘电阻。因此题干说法正确。 30. 兆欧表的指针偏转角度与发电机输出电压无关。（ ） 【答案】正确 【解析】兆欧表采用磁电系比率表，偏转角由两动圈电流之比决定，与电压无关，但电压过低会影响灵敏度。 三、简答题（本大题共3小题，每题4分，共12分） 31. 简述惠斯通电桥的工作原理及平衡条件。 【答案】惠斯通电桥的工作原理是通过将待测电阻与已知电阻组成电桥电路，在电桥的对角线上接入检流计。当调节已知电阻的阻值，使检流计中电流为零时，电桥达到平衡。其平衡条件是相对桥臂电阻乘积相等，即 R1×R3 = R2×R4（其中 R1、R2、R3 为已知电阻，R4 为待测电阻）。 【解析】惠斯通电桥由四个桥臂组成，在一条对角线上接入电源，在另一条对角线上接入检流计。通过调节已知电阻，使检流计指针指零，说明检流计两端电势相等，电桥达到平衡。设R1与R3为一组相对桥臂，R2与R4为另一组相对桥臂，则平衡条件为R1/R2=R4/R3，即R1×R3=R2×R4。若R4为待测电阻，则可由R4=R1×R3/R2求得。 32. 使用直流单臂电桥时，比率如何选择？ 【答案】选择比率的原则是要充分利用电桥的四个调节转盘，以保证测量读数有4位有效数字。比率选择得当可以保证测量精度，避免电桥调节平衡困难或降低测量精度。 【解析】使用直流单臂电桥时，应先根据被测电阻的估计值选择合适的比率，使电桥平衡时比较臂的读数处于有效调节范围的中部或接近中部，避免调节旋钮达到端点。同时，应使各位调节盘得到充分利用，以便获得尽可能多的有效数字，通常达到4位有效数字。比率选择过大或过小，都会使比较臂读数偏离适宜范围，造成调节困难或降低测量精度。 33. 简述直流双臂电桥的基本结构及其各部分作用。 【答案】直流双臂电桥主要由被测电阻、标准电阻、两组比率臂、检流计、直流电源以及电流端和电位端接线组成。两组比率臂分别用于建立电流比和电位比；标准电阻作为比较基准，通过调节标准电阻使检流计指示为零，从而根据平衡关系计算被测电阻；电流端用于向被测电阻和标准电阻供给工作电流，电位端用于检测被测电阻和标准电阻两端的电压。采用电流端与电位端分开的四端接线，可减小引线电阻和接触电阻对低值电阻测量结果的影响；检流计用于判断电桥是否平衡，直流电源为电桥提供工作电流。 【解析】直流双臂电桥是在单臂电桥基础上设置两套比率臂，并采用四端接线测量低值电阻。工作时，电流端向被测电阻和标准电阻供给电流，电位端分别检测两者的电压降；两套比率臂建立相应的电流比和电位比。调节标准电阻或相关调节装置，使检流计指针指零，表示桥路达到平衡，再依据平衡条件计算被测电阻。由于电流端和电位端分开，接线电阻及接触电阻造成的电压降不会直接影响电位测量，因此直流双臂电桥特别适合测量低值电阻。 四、综合应用题（本大题共1小题，每题8分，共8分） 34. 某同学想用直流电桥测量一个色环电阻，这个电阻的色环从左向右依次是棕、红、橙、银四种颜色：（1）估测出该电阻的大小及误差；（2）当用直流电桥进行精确测量时，它的比例臂应选多大？比较臂四个旋钮又分别为多少？（3）当按下电源和检流计按钮时，发现检流计指针向“+”方向微偏，应该如何处理？ 【答案】（1）色环电阻棕、红、橙、银，对应数字1、2、3，误差±10%，阻值为12×103Ω=12kΩ，误差范围12kΩ×（1±10%），即10.8kΩ-13.2kΩ。 （2）色环对应阻值是12×10³Ω=12000Ω，比例臂选10，比较臂千位1、百位2、十位0、个位0，这样被测电阻=10×1200=12000Ω（比例臂选择原则是让比较臂读数在合适范围，充分利用有效数字，12000Ω用比例臂10，比较臂读1200，更合理）。实际应根据电桥规格，若电桥比较臂是四位（千、百、十、个），对于12000Ω，比例臂选10，比较臂千位1、百位2、十位0、个位0，被测电阻=10×1200=12000Ω。 （3）检流计指针向“+”方向微偏，应增大比较臂电阻，通过调节比较臂旋钮，使检流计指针回零。 【解析】（1）色环电阻读数规则：棕1、红2、橙3（倍数10³）、银误差±10%，所以阻值是12×10³Ω，误差±10%。（2）色环电阻阻值为12kΩ（12000Ω）。直流单臂电桥测量时，为使比较臂的读数能充分利用其四位旋钮（一般电桥比较臂是千、百、十、个四位），让测量更精确，比例臂应选择10。此时比较臂四个旋钮：千位选1、百位选2、十位选0、个位选0，这样比较臂读数为1200，根据电桥原理，被测电阻=比例臂×比较臂=10×1200=12000Ω（12kΩ），符合色环电阻阻值。（3）检流计指针向“+”偏，说明被测电阻大于当前比较臂与比例臂乘积，增大比较臂电阻，可使电桥趋于平衡，指针回零。 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 $