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高中物理电路系统误差

高中电学实验的系统误差分析和电路的选择

广西百色高级中学李玉瑞

邮编533000

任何实验都存在误差。偶然误差可以通过多次测量取平均值的方法来减少误差，而系统误

差是由于实验原理和电路结构的原因而产生的误差，它的数值总是向某一个方向偏离真实值，

只能通过改进实验原理和电路结构来减小误差。

一、伏安法测电阻

1.测量电路（电流表内外接法）引起的误差

测量未知电阻的原理是R＝U/I，由于测量所需的电表实际上是非理想的，所以在测量未知

UI

电阻两端电压和通过的电流时，必然存在误差，即系统误差。

①若选择电流表的内接法，如上图中的（a）所示.由于该电路中，电压表的读数U表示被测

RAIR

电阻与电流表串联后的总电压，电流表的读数表示通过本身和的电流，所以使用该电

ｘｘ

路所测电阻R＝U/I＝R＋R，比真实值R大了R，相对误差µ＝|R-R|/R=R/R

测ｘAｘA测ｘｘAｘ

②若选择电流表外接法.如上图（b）所示.由于该电路中电压表的读数U表示R两端电压，

ｘ

电流表的读数I表示通过R与R并联电路的总电流，所以使用该电流所测电阻R＝U/I＝RR

ｘV测Vｘ

/（R＋R），比真实值R略小些，相对误差µ＝|R-R|/R=R/（R＋R）

Vｘｘ测ｘｘVVｘ

小结：在伏安法测电阻的实验中，要有效地减少由于电表测量所引起的系统误差，必须依

照以下原则：

RRRR

若，或R/R＞R/R，应选用内接法；若，或R/R＜R/R，应选用外接法。

ｘAｘAVｘVｘｘAVｘ

2.控制电路元件的选择

①分压电路

电路如右图所示。我们先来研究用电器R两端电压U和R的关系：（设电源内阻不计）

11ｘ

R=RR/（R+R）

并1ｘ1ｘ

R=R+R-R

总并ｘ

U=ER/R=ERR/（RR+RR-R2）

1并总1ｘ1ｘｘ

二、半偏法测电表内阻

1、半偏法测定电流表的内阻

①电路如右图所示。实验步骤如下：

A.将R的阻值调至最大.

1

B.合上S.

1

C.调节R的阻值，使电流表指针偏转到满刻度.

1

D.保持R的阻值不变，再合上S.

1