《測定電池的電動勢和內阻》系統誤差分析

　　中學物理課本中，關于實驗《測定電池的電動勢和內阻》的系統誤差分析，在普通高中課程標準實驗教科書（物理）選修3-1教師教學用書（以下簡稱為教參）中進行了理論推導。編者對電流表外接和內接兩種情況下電動勢的測量值與真實值、電源內阻的測量值與真實值間的關系都進行了理論推導。我認真地研讀了此文，受益匪淺，同時也有一些個人的想法，在此想與各位老師交流一下。
　　本文僅以電流表外接時的情況為例來說明一些問題。
　　教參原文如下：根據閉合電路歐姆定律，兩次測量的方程為：
　　應該說這種理論推導方法通俗易懂，絕大多數學生還是能夠接受的。第一，在給學生講解時，應該讓學生明確該實驗的系統誤差是怎樣產生的：由于電流表有內阻，產生分壓使得電壓表的讀數比路端電壓的真實值小的結果，所以路端電壓要進行修正。第二，為了進一步培養學生的發散思維能力，我們是否還可以用圖像法和等效電源法來引導學生進行分析呢？
　　圖像法：我們可以先作出用電流表外接時的電源的U-I實驗圖像，如圖所示中的實線1。根據上述觀點，由于電流
　　等效電源法：在用電流表外接法測量電動勢和內電阻時，對于實驗者來說，他認為電壓表測量的就是真實的路端電壓，但是我們應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整體——等效電源（如圖所示的虛線
　　中學課本中還提到了用電阻箱和電流表測電源的電動勢和內電阻的問題，其系統誤差的分析完全可以等同于本文所說的電流表外接情況。
　　至于電流表內接時的情況以及用電阻箱和電壓表測電動勢和內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，因為這種情況下的系統誤差是由于電壓表的分流而產生的，所以當用圖像法進行分析時要對電流的測量值進行修正，而當用等效電源法進行分析時要將電壓表和電源看作一個整體，“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”