《測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻》系統(tǒng)誤差分析

　　中學(xué)物理課本中，關(guān)于實(shí)驗(yàn)《測定電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻》的系統(tǒng)誤差分析，在普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書（物理）選修3-1教師教學(xué)用書（以下簡稱為教參）中進(jìn)行了理論推導(dǎo)。編者對電流表外接和內(nèi)接兩種情況下電動(dòng)勢的測量值與真實(shí)值、電源內(nèi)阻的測量值與真實(shí)值間的關(guān)系都進(jìn)行了理論推導(dǎo)。我認(rèn)真地研讀了此文，受益匪淺，同時(shí)也有一些個(gè)人的想法，在此想與各位老師交流一下。
　　本文僅以電流表外接時(shí)的情況為例來說明一些問題。
　　教參原文如下：根據(jù)閉合電路歐姆定律，兩次測量的方程為：
　　應(yīng)該說這種理論推導(dǎo)方法通俗易懂，絕大多數(shù)學(xué)生還是能夠接受的。第一，在給學(xué)生講解時(shí)，應(yīng)該讓學(xué)生明確該實(shí)驗(yàn)的系統(tǒng)誤差是怎樣產(chǎn)生的：由于電流表有內(nèi)阻，產(chǎn)生分壓使得電壓表的讀數(shù)比路端電壓的真實(shí)值小的結(jié)果，所以路端電壓要進(jìn)行修正。第二，為了進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維能力，我們是否還可以用圖像法和等效電源法來引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分析呢？
　　圖像法：我們可以先作出用電流表外接時(shí)的電源的U-I實(shí)驗(yàn)圖像，如圖所示中的實(shí)線1。根據(jù)上述觀點(diǎn)，由于電流
　　等效電源法：在用電流表外接法測量電動(dòng)勢和內(nèi)電阻時(shí)，對于實(shí)驗(yàn)者來說，他認(rèn)為電壓表測量的就是真實(shí)的路端電壓，但是我們應(yīng)該很清楚地看到電流表的存在。
　　如果我們把電流表看作是電源的一部分，即將電源和電流表看作為一個(gè)整體——等效電源（如圖所示的虛線
　　中學(xué)課本中還提到了用電阻箱和電流表測電源的電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的問題，其系統(tǒng)誤差的分析完全可以等同于本文所說的電流表外接情況。
　　至于電流表內(nèi)接時(shí)的情況以及用電阻箱和電壓表測電動(dòng)勢和內(nèi)電阻的問題我們也同樣可以用以上的三種方法來處理。簡單地說，因?yàn)檫@種情況下的系統(tǒng)誤差是由于電壓表的分流而產(chǎn)生的，所以當(dāng)用圖像法進(jìn)行分析時(shí)要對電流的測量值進(jìn)行修正，而當(dāng)用等效電源法進(jìn)行分析時(shí)要將電壓表和電源看作一個(gè)整體，“等效電源”是由電源和電.
　　 注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”