電阻比較法測定電阻的實驗裝置圖回答問題

『壹』 常用電阻率法

為了取得良好地質效果，在電阻率法勘探中，常需根據不同地質任務和不同地電條件，採用不同的裝置類型。所謂裝置類型是指一定的電極排列形式。但由於電極移動方式的不同，在電阻率法中又有電阻率剖面法和電阻率測深法之分。

（一）電阻率剖面法（簡稱電剖面法）

在電剖面法中，目前我國常用的裝置類型有如圖2-1-2所示的幾種。

由圖可見，無論哪種裝置類型，其共同特點是：用供電電極（A、B）向地下供電，同時在測量電極（M、N）間觀測電位差（ΔU_MN），並算出視電阻率（ρ_s），各電極沿選定的測線同時（或僅測量電極）逐點向前移動和觀測。電剖面法主要用來探查地下一定深度范圍內的橫向電性變化，以此解決多種地質問題。

圖2-1-2 幾種常用電阻率剖面法的裝置類型示意圖

1.二極裝置（AM）

如圖2-1-2（a）所示，這種裝置的特點是，供電電極B和測量電極N均置於「無窮遠」處接地。這里所指的「無窮遠」具有相對概念，如對B極而言，若相對A極在M極產生的電位小到實際上可以忽略時，便可視B極為無窮遠，對N極而言，若A極在N極產生的電位相對M極很小以至可以忽略時，便認為N極位於無窮遠，並取那裡的電位為零。因此，二極裝置實際是一種測量電位的裝置。

二極裝置ρ_s的表示式為

其中

地電場與電法勘探

二極裝置通常取AM中點作為觀測結果的記錄點。

2.三極裝置（AMN）

如圖2-1-2（b）所示，當只將供電電極B置於無窮遠，而將AMN排列在一條直線上進行觀測時，便稱為三極裝置。其ρ_s表示式為

其中

地電場與電法勘探

三極裝置通常取MN中點作為觀測結果的記錄點。

地電場與電法勘探

於是

這時

地電場與電法勘探

3.聯合剖面裝置AMN∞MNB

如圖2-1-2（c）所示，它由兩個三極裝置聯合組成，故稱聯合剖面裝置。其中電源的負極置於無窮遠（或稱C極），電源的正極可接向A極，也可接向B極。其ρ_s表達式與三極裝置相同，但應分別表示為

其中

地電場與電法勘探

當MN→0時，則表示為

這時

地電場與電法勘探

4.對稱四極裝置（AMNB）

如圖2-1-2（d）表示，這種裝置的特點是AM=NB，記錄點取在MN的中點。其ρ_s表達式為

地電場與電法勘探

其中

地電場與電法勘探

當MN→0時，則表示為

此時

這里

地電場與電法勘探

當取AM=MN=NB=a時，這種對稱等距排列，被稱為溫納（Wenner）裝置。其裝置系數為

地電場與電法勘探

5.偶極裝置（ABMN）

如圖2-1-2（e）所示，這種裝置的電極排列特點是，供電電極AB和測量電極MN均採用偶極並分開有一定距離，由於四個電極都在一條直線上，故又稱軸向偶極。其ρ_s表達式為

地電場與電法勘探

其中

地電場與電法勘探

如果取AB=MN，則

地電場與電法勘探

當令AB=MN=a，BN=na（n稱為間隔系數，取正整數）時，則

地電場與電法勘探

偶極裝置常取OO′中點為記錄點（其中O為AB中點，O′為MN中點）。

偶極裝置的電極距為

地電場與電法勘探

6.中間梯度裝置（MN）

如圖2-1-2（f）所示，這種裝置的特點是：供電電極AB的距離取得很大，且固定不動；測量電極MN在其中間三分之一地段逐點測量。記錄點取在MN中點。其ρ_s表達式為

其中

地電場與電法勘探

此外，中間梯度裝置還可在離開AB連線一定距離且平行AB的旁測線上

進行觀測。其裝置系數的一般表示式為

地電場與電法勘探

式中x為MN中點的橫坐標位置，y為縱坐標位置；坐標原點取在AB中點處。

可見，當令（2-1-16）式中的y=0時，便得到主測線上中間梯度裝置的K_MN表達式（2-1-15）。

除上述幾種常用裝置外，根據不同地質任務和不同地電條件，還可將電極排列成許多其他形式的裝置類型，這里就不一一列舉了。

圖2-1-3 幾種常用電測深法的裝置類型示意圖

（二）電阻率測深法（簡稱電測深法）

原則上講電剖面法的各種裝置（除中間梯度外）均可用於電測深中，但目前我國常用測深裝置多為如圖2-1-3 所示的對稱四極和等比裝置。由圖可見，電測深法的特點是：供電電極（A、B）在測點（O）兩側沿相反方向向外移動，而測量電極（M、N）不動或與 AB保持一定比例地同時移動。電測深法主要用來探查地下不同深度范圍內的垂向電性變化

1.對稱四極測深裝置

如圖2-1-3（a）所示，這種裝置的電極排列與上述對稱四極剖面裝置的排列相同，即AM=NB。並且視電阻率和裝置系數的計算表達式也是相同的。

2.等比測深裝置

如圖2-1-3（b）所示，這種電極排列實際上也是對稱四極，只是MN與AB保持一定比例地同時向兩側移動。目前常用的有C=其中 C=即 AM=MN=NB=a的裝置，即前面所提到的溫納裝置。它的視電阻率和裝置系數的計算表達式也與前面的相同。

（三）常用電阻率法視電阻率表達式的關系

不難看出，以上所有由四個電極組成的裝置類型（無論是電剖面還是電測深），實際上它們都是由兩個三極裝置組成的。因此三極和四極之間的視電阻率必然存在著一定的聯系關系。

按ρ_s的一般計算公式，可寫出：

因

故

地電場與電法勘探

又由於，故有關系：

地電場與電法勘探

在均勻介質情況下應有，於是

地電場與電法勘探

將（2-1-18）式代入（2-1-17）式，則有

地電場與電法勘探

（2-1-19）式即為三極與四極之間的聯系公式。對於對稱四極裝置而言，因K_A=K_B，故φ=1。於是（2-1-19）式簡化為

地電場與電法勘探

（2-1-21）式表明，對稱四極剖面法的值，恰等於聯合剖面法的平均值。當有聯合剖面法的曲線後，只需在二曲線的中點畫一條曲線便為對稱四極剖面法的。

由於偶極裝置的MN極在AB極的外面，且B極與MN的距離比A極更近些，故有

地電場與電法勘探

按上述同理可得：

地電場與電法勘探

式中φ仍由（2-1-20）式表達。

三極與二極之間ρ_s也有一定聯系關系。由於三極裝置的ρ_s表達式為

它可寫成

地電場與電法勘探

當將三極裝置看作是由兩個二極裝置組成時，則因

地電場與電法勘探

代入（2-1-23）式則有

地電場與電法勘探

可見，盡管電阻率法的裝置類型很多，但其間之視電阻率卻有一定的內在聯系，明確了上述各裝置之間的關系，無論作理論計算或進行異常解釋都是有用的。

『貳』 在《電阻的測量》實驗中，某同學連接電路的實物圖如圖所示，請回答以下問題：（1）請根據圖2的實物圖在圖

（1）在電路中，從電源的正極出發，電流流過滑動變阻器後，流向電流表，所以是限流式接法；在實驗連接電路中，電流表測量的是電壓表與待測電阻的電流，採用電流表外接法．實驗的原理圖如圖UI可知，電流偏大，則得到的測量與真實值相比會偏小．
在電路中，從電源的正極出發，電流流過滑動變阻器後，流向電流表，所以是限流式接法，這種接法，所測電阻的電壓 不能從0開始調節．
故答案為：（1）如圖；（2）外接，小於，偏小；限流，不能

『叄』 探究歐姆定律 實驗裝置 請根據實物電路，將電路圖填寫完整： 表格 表1R1=5Ω 次數 1 2 3 U/V 2 4

（抄1）與定值電阻並聯的是電壓表，串聯在電路中的是電流表，電路圖如下：

（3）橫向分析表1、表2的數據，可以得到：在電壓一定時，導體中的電流跟導體的電阻成反比．
得出實驗結論的方法是比較法；
故答案為：圖略；反；比較．

『肆』 惠斯頓電橋測電阻實驗原理

惠斯通電橋測量原理屬於比較法。

圖1是惠斯通電橋的原理圖。四個電阻R0、R1、R2、Rx連成四邊形，稱為電橋的四個臂。四邊形的一個對角線連有檢流計，稱為「橋中鋒老」；四邊形的另一對角線接上電源，稱為電橋的「電源對角線」。E為線路中供電電源，學生實驗用雙路直流穩壓電源，電壓可在0-30V之間調節。R保護為較大的可變電阻，在電橋不平衡時取最大電阻作限流作用以保護檢流計

當電橋接近平衡時取最小值以提高檢流計的靈敏度。限流電阻用於限制電流的大小，主要目的在於保護檢流計和改變電橋靈敏度。

電源接通時，電橋線路中各支路均有電流通過。當C、D兩點之間的電位不相等時，橋路中的電流0≠gI，檢流計的指針發生偏轉；當C、D兩點之間的電位相等時，橋路中的電流0=gI，檢流計指針指零（檢流計的零點在刻度盤的中間），這時我們稱電橋處於平衡狀態。因此電橋處於平衡狀態時有：

惠斯通電橋的測量原理_惠斯通電橋原理是怎樣測電阻的此式說明，電橋平衡時，電橋相對臂電阻的乘積相等。這就是電橋的平衡條件。 根據電橋的平衡條件基沖，若已知其中三個臂的電阻，就可以計算出另一個橋臂賣升電阻，因此，電橋測電阻的計算式為

電阻R1、R2為電橋的比率臂，xR為待測臂，R0為比較臂，R0作為比較的標准，實驗室常用電阻箱。由（1）式可以看出，待測電阻xR由比率值K和標准電阻0R決定，比值K可以作成10n，這是成品電橋常用的方法。