题目
本学期实验中,哪些实验内容采用了补偿平衡比较法?A. 串联电路测时间常数B. 示波器测心率C. 波尔共振仪测阻尼系数D. 惠斯通电桥测电阻
本学期实验中,哪些实验内容采用了补偿平衡比较法?
A. 串联电路测时间常数
B. 示波器测心率
C. 波尔共振仪测阻尼系数
D. 惠斯通电桥测电阻
题目解答
答案
D. 惠斯通电桥测电阻
解析
补偿平衡比较法的核心在于通过调整系统中相互关联的部分,使测量过程中相互抵消或达到平衡状态,从而消除误差,提高精度。本题需判断四个实验中哪一实验应用了此方法。
关键点:
- 惠斯通电桥通过调节桥臂电阻使电路达到平衡(检流计示数为零),此时未知电阻可通过已知电阻比例直接计算,属于典型的补偿平衡比较法。
- 其他选项(如串联电路测时间常数、示波器测心率等)主要采用直接测量或图像分析法,不涉及平衡调节机制。
选项分析
选项D:惠斯通电桥测电阻
- 工作原理:电桥由四个电阻构成,通过调节其中一个桥臂的电阻值,使检流计示数为零(即桥路平衡)。此时,未知电阻$R_x$与已知电阻$R_1, R_2, R_3$满足比例关系:
$\frac{R_x}{R_3} = \frac{R_1}{R_2} \quad \Rightarrow \quad R_x = R_3 \cdot \frac{R_1}{R_2}$ - 方法特点:通过动态调整达到平衡状态,消除测量偏差,属于补偿平衡比较法。
其他选项排除
- A. 串联电路测时间常数:通过测量电容器充放电电压随时间变化的曲线,计算时间常数$\tau = RC$,属于直接测量法。
- B. 示波器测心率:通过心电信号周期计算心率,无需平衡调节。
- C. 波尔共振仪测阻尼系数:通过观察阻尼振动的衰减曲线或共振频率变化,直接分析阻尼系数,不涉及补偿平衡。