摘要：在化学实验中，因为仪器本身不够精密或实验原理不健全或实验方式简略所导致的实验偏差称作系统偏差。我们要通过剖析系统偏差的来源和系统偏差的检验方式，提出限制和清除系统偏差的方式,为优化检测方式和提升检测精度奠定了良好基础,着力提升化学实验疗效。本文以《普通中学课程标准实验教科书数学必修3—1》中《测定电瓶的电动势和电阻》一课为例，剖析了实验的系统偏差，并用几种方式详尽剖析了偏差结果，并与真实情况进行比较，得出推论。电源电动势和电阻不能直接进行检测，但电源接在电路中，路端电压和电压与电动势和电阻可以通过闭合电路的欧姆定理构建联系物理实验误差范围，按照闭合电路欧姆定理，路端电流Ir，改变外内阻R，测得多组U、I，代入公式可求得多数值，取其平均值作为电瓶电动势和内内阻。实验一般有两种可供选择的电路，如图1、图2所示：在公式E是指电源两端的路端电压，I指流经电源的总电压。假如实验采用的是图1所示的电路图，可以看见电流表测的是电源两端的路端电流，因为电流表的分流作用致使电压表显示的示数并不是流经电源的总电压，因而采用此法测电源电动势和电阻，实验存在系统偏差。假如实验采用的是图2示的电路图，可以见到因为电压表的分压作用致使电流表测的不是电源两端的路端电流，电压表显示的示数是流经电源的总电压，因而采用此法测电源电动势和电阻，实验也存在系统偏差。
本文对该实验的两种不同接法谈三种偏差剖析的方理论推论法设电动势真实值为E真，检测值为E测，电阻真实值为r真，检测值为培表电阻为RA，伏特表电阻为Rv。安培表示数为I，伏特表示数为U。如图1所示接法，则有：如图2所示接法，则有：图象比较法对该实验的数据处理时，为了减少结果的偏差，可以使用图象法来处理，这些技巧更简便、直观。依据分别是电瓶的电动势和电阻，对于一个电板来说是常量，而对不同的几次检测来说，U各不相同，是变量。所以上式可以看做一个一次函数的表达式，它的U图象是一条直线。从图象上得到：当I值即为电源电动势E的值，直线的斜率为电源的电阻r。如图1所示接法，因为电流表分流IV，使电压表示数I测大于电源的输出电（RV为电流表电阻），趋向零时，IV也趋向零，此时I越大，IV越大，I测的差值就越大。所以它们的关系可用图3表示，检测图线为AB，真实图线为A如图2所示接法，由于电压表的分压作用，使电流表示数U测大于电源的路端电流U真。由于U真=U测+UA，而UA=IRA(RA为电压表的电阻),I很小趋向零时，UA也渐趋I减小，UA也减小，U真与U测的差值U就越大。理论值与检测值的差别如图4所示。
由图可知：中电源与电流表的并联电路看作等效电路的内电路，如图5中实线框内所示，电源与电流表的并联看作等效电路的电源，电流表测的是等效电路电源两端的路端电流，电压表测的是等效电路电源的电压。电源电动势即电路断路时的路端电流，把实线框内的电路作为一个整体与外电路断掉，电流表的示数就等于该等效电源与外电路断掉时的路端电流，即等效电源电动势的检测值。该等效电源的内内阻等于电流表的阻值中电源与电压表的串联看作等效电路的内电路，如图6中实线框内所示，电源与电压表的串联看作等效电路的电源，电流表测的是等效电路电源两端的路端电流，电压表测的是等效电路电源的电压。电源电动势即电路断路时的路端电流，把实线框内的电路作为一个整体与外电路断掉物理实验误差范围，实线框两端的电流就是这些检测方式其实测电源的电动势和电阻都有一定偏差，而且，通常实验室使用的电流表电阻都较大，使电源电动势和电阻的检测偏差都比较小。因干电瓶的内内阻与电压表的内内阻很接近，用图2这些方式检测的干电瓶的内内阻偏差很大，因而，在实验中并不选用图2电路。除非在已知电压表电阻值的情况下，我们可以通过的方式进一步估算出电源电阻的真实值。从以上剖析可以看出，理论推论法较为繁杂，图像剖析法和等效电路法较为简练、直观，在讲课时可以用这两种方式。
若采用了图1的方式进行实验，实验的系统偏差还是不可防止，系统偏差来始于电流表的分流作用，为减少该偏差，须要降低电流表的分流。降低电流表分流的方式有两方面，一是选定电阻范围小的滑动变阻器，因为选用了电阻范围小的滑动变阻器，所以回路中的电压较大，因此，还须要滑动变阻器的额定电压较大。二是在满足阻值要求的前提下选定电阻较大的电流表。此文于2009年11月获上海市化学学会优秀论文评选三等奖。