摘要：實驗中的系統(tǒng)偏差，主要有兩個來源：一是因為檢測儀器本身有某種傾向的誤差；另一方面是因為檢測原理的近似性或檢測方式與理論要求的不一致。剖析任何一種系統(tǒng)偏差形成的緣由，并設(shè)法加以較正，能夠降低系統(tǒng)偏差的影響，但完全發(fā)覺和降低實際存在的系統(tǒng)偏差是比較困難的工作。在實際工作中，須要對整個實驗所根據(jù)的原理、方法、測量步驟、使用的儀器、儀表等可能造成系統(tǒng)偏差的誘因進(jìn)行詳細(xì)剖析，并通過標(biāo)準(zhǔn)儀器，改進(jìn)實驗裝置和實驗方式，或?qū)z測結(jié)果進(jìn)行理論上的修正來盡可能地降低系統(tǒng)偏差。
關(guān)鍵詞：化學(xué)實驗系統(tǒng)偏差偏差剖析檢測原理修正方式偵測法
在化學(xué)實驗課中，用“伏安法”測未知內(nèi)阻是熱學(xué)里的一個最基本的實驗，其實驗的目的是，把握用伏安法檢測內(nèi)阻及其偏差法剖析的基本技巧。
關(guān)于實驗中的系統(tǒng)偏差及碰巧偏差的初步知識，在實驗教材中已提出并在個別實驗中有所剖析，在個別實驗中還要求做些修正。系統(tǒng)偏差，主要有兩個來源：一是因為檢測儀器本身有某種傾向的誤差，比如砝碼本身質(zhì)量不準(zhǔn)；天平不等臂；電壓表或電流表不準(zhǔn)；體溫計指示值偏大或偏小等等。另一方面是因為檢測原理的近似性或檢測方式與理論要求的不一致。諸如，實驗原理中忽視了個別次要誘因，也會使經(jīng)過估算所得的結(jié)果偏離實際。如在牛頓第二定理的實驗中，牽引貨車的砝碼只按重量而不按質(zhì)量估算；檢測重力時不考慮空氣的壓強(qiáng)；檢測熱量時沒有考慮與環(huán)境的熱交換；檢測電路中的電壓或電流時沒有考慮電壓表的降糖作用和電流表的分流等等。有時觀測者的操作也會引入傾向性的偏差，如有人讀數(shù)總是習(xí)慣性的過高或過低；用停表測時間時，有的人總是習(xí)慣性的超前或習(xí)慣性的落后按表等等。
實踐和理論都證明，碰巧偏差在多次檢測中偏大及偏小的機(jī)會是均等的，因此多次檢測結(jié)果的平均值就接近于真實值，求平均值及畫圖線的方式，都是為了排比然偏差進(jìn)行修正。并且系統(tǒng)偏差在一定原理、一定儀器、一定的觀察者，偏大或偏小卻與檢測次數(shù)無關(guān)，不能采用平均值的方式修正。為此，剖析任何一種系統(tǒng)偏差形成的緣由，并設(shè)法加以較正，能夠降低系統(tǒng)偏差的影響，但完全發(fā)覺和降低實際存在的系統(tǒng)偏差是比較困難的工作。在實際工作中，須要對整個實驗所根據(jù)的原理、方法、測量步驟、使用的儀器、儀表等可能造成系統(tǒng)偏差的誘因進(jìn)行詳細(xì)剖析，并通過標(biāo)準(zhǔn)儀器，改進(jìn)實驗裝置和實驗方式，或?qū)z測結(jié)果進(jìn)行理論上的修正來盡可能地降低系統(tǒng)偏差。
（一）用電壓表內(nèi)接法檢測未知內(nèi)阻電阻時，由電壓表所導(dǎo)致的系統(tǒng)偏差及其修正方式：
1、如圖所示電路，在電壓表內(nèi)接法中，因為電流表的電流值U包括了電壓表兩端的電流。為此，檢測值要小于被測阻值的實際值，設(shè)電壓表的電阻為RA，待測內(nèi)阻為RX，則：
R=U/I=RA+RX或：RX=R﹣RA……………①
2、根據(jù)偏差理論，檢測的相
對偏差為：
△=（R﹣RX）/RX×100%
=（RA+RX﹣RX）/RX×100%
=RA/RX×100%………②
∴RX=RA/△………………③
剖析①、②兩式可知：用電壓表內(nèi)接法檢測未知內(nèi)阻，會出現(xiàn)正偏差，即檢測值R小于真實值RX。
①式的用途：若由以上實驗測出R，只要乘以RA，即得到RX，可以很便捷地對系統(tǒng)偏差進(jìn)行修正。為此，應(yīng)該把電壓表的電阻值標(biāo)在表盤上，或測出后講到膠帶上，貼到表上。
②式的用途：當(dāng)須要恐怕檢測的系統(tǒng)偏差時，在實際檢測前可據(jù)此式估算下來電壓表內(nèi)阻，據(jù)此式，當(dāng)RA＜＜RX時，△→0，偏差可以忽視。所以電壓表內(nèi)接法易于測電阻較大的內(nèi)阻。
③式的用途：當(dāng)我們限定系統(tǒng)偏差△不得超過多少時，就可以用③式，估算適宜此法測試的內(nèi)阻范圍。
值得我們關(guān)注的是，在實際工作中，一般要綜合考慮各個方面。諸如檢測內(nèi)阻值，從減少偏差角度希望RA越小越好。并且，這樣電壓表的靈敏度就相對較小，為了減少碰巧偏差，要求表針轉(zhuǎn)動到滿刻度的2/3以上為好，不過這時很可能實際通過的電壓已超過了待測內(nèi)阻容許通過的電壓值。因而通常而言，高電阻的阻值的功率與低電阻的阻值功率相同時，耐過載的能力是更差的，弱電流檢測時因過載而容易燒毀，在實際檢測中應(yīng)當(dāng)注意到這一事項。
（二）用電壓表外接法檢測未知內(nèi)阻時，由電流表造成的系統(tǒng)偏差及其修正方式。
1、如圖所示電路，在電壓表外接中，因為電壓表測出的電壓包括了流過的電流表的電壓。因而，檢測值要大于被測內(nèi)阻的實際值電壓表內(nèi)阻，設(shè)電流表電阻為RV，通過的電壓為IV，則：
RX=U/（I﹣IV）=U/（I﹣U/RV）………………④
2、根據(jù)偏差理論，相對偏差為：
△=×100%=×100%
=-×100%=×100%……⑤
∴RX==………………⑥
剖析④、⑤兩式可知：用電壓表內(nèi)接法檢測未知內(nèi)阻，會出現(xiàn)負(fù)偏差，即檢測值R大于真實值RX。
④式的用途：若由以上實驗測出R，只要代人RV，即得到RX，可以很便捷地對系統(tǒng)偏差進(jìn)行修正。因而，應(yīng)該把電流表的電阻值標(biāo)在表盤上，或測出后講到膠帶上，貼到表上。
⑤式的用途：當(dāng)須要恐怕檢測的系統(tǒng)偏差時，在實測前可據(jù)此式估算下來，據(jù)此式，當(dāng)RX＜＜RV時，△→0，偏差可以忽視。所以電壓表內(nèi)接法易于測電阻較小的內(nèi)阻。
⑥式的用途：當(dāng)我們限定系統(tǒng)偏差△不得超過多少時，就可以用⑥式估算適宜此法測試的內(nèi)阻范圍。
然而，在實際檢測的過程中，不一定都能事先曉得待測內(nèi)阻的大約電阻，也不一定很清楚RA和RV的大小。為了快速、準(zhǔn)確地確定一種較好的接法，這些技巧便就是偵測法。
其步驟如下：
①將待測內(nèi)阻R與電壓表、電壓表如圖所示接好,并將電流表的一根接線K空出；
②將K先后觸及電壓表的兩個接線a、b；
③比較兩次碰觸中兩個水表的示數(shù)變化情況：若電流表讀數(shù)變化明顯，說明電壓表分壓作用顯著，應(yīng)使用外接法，K接a；若電壓表示數(shù)變化明顯，說明電流表的分流作用顯著，應(yīng)使用內(nèi)接法，K接b。
其實，用“伏安法”測量未知內(nèi)阻，應(yīng)該結(jié)合水表的參數(shù)及待測內(nèi)阻的大小選擇恰當(dāng)?shù)碾娐方臃ǎ阌诮档拖到y(tǒng)偏差，或?qū)ο到y(tǒng)偏差進(jìn)行修正，便于我們能真正的達(dá)到實驗?zāi)康摹?span style="display:none">Aim物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
[參考文獻(xiàn)]
1、《大學(xué)化學(xué)實驗》武漢理工學(xué)院出版社
2、《物理實驗參考書》人民教育社出