实验之前，要做到心中有数：如何组装器材，哪些量先测，哪些量后测，应以正确操作和提高效率的角度拟定一个合理而有序的实验步骤.
5.数据处理，误差分析
常用的数据处理方法(如：平均法、图象法、描迹法、比较法等)和误差分析方法(如绝对误差、相对误差等)是应该掌握的，在设计实验时也应予以考虑.
例9：一电阻额定功率为0.01 W，阻值不详.用欧姆表粗测其阻值约为40 kΩ.现有下列仪表元件，试设计适当的电路，选择合适的元件，较精确地测定其阻值.
①电流表，量程0～300 μA，内阻150 Ω； ②电流表，量程0～1000 μA，内阻45 Ω； ③电压表，量程0～3 V，内阻6 kΩ； ④电压表，量程0～15 V，内阻30 kΩ； ⑤电压表，量程0～50 V，内阻100 kΩ； ⑥干电池两节，每节电动势为1.5 V；
⑦直流稳压电源，输出电压6 V，额定电流3 A； ⑧直流电源，输出电压24 V，额定电流0.5 A； ⑨直流电源，输出电压100 V，额定电流0.1 A； ⑩滑动变阻器，0～50 Ω，3 W； 11滑动变阻器，0～2 kΩ，1 W； ○12电键一只，连接导线足量. ○
【审题】考查综合分析能力、推理能力及实验设计的创新能力，审题过程见解析。 【解析】由于现有器材中有电流表和电压表，故初步确定用伏安法测定此电阻的阻值.又因待测电阻为一大电阻，其估计阻值比现有电压表的内阻大或相近，故应该采用电流表内接法.由于现有滑动变阻器最大阻值比待测电阻小得多，因此，若用滑动变阻器调节待测电阻的电流和电压，只能采用分压接法，如图10-19（否则变阻器不能实现灵敏调节）.为了确定各仪表、元件的量程和规格，首先对待测电阻的额定电压和电流作出估算：最大电流为Im＝
图10-19
P/R?0.01－4
A＝5×10 A＝500μA；最大电压Um＝20 V.由于4000实验中的电流和电压可以小于而不能超过待测电阻的额定电流和额定电压，现有两个电流表内阻相近，由内阻所引起的系统误差相近，而量程0~1000 μA接入电路时，只能在指针半偏转以下读数，引起的偶然误差较大，故选用量程为0~300 μΑ的电流表.这样选用电流表
－43
后，待测电阻上的最大实际电压约为3×10×40×10V＝12 V，故应选用量程为15 V的电压表，由于在如图所示的电路中，要实现变阻器在较大范围内灵敏调节，电源电压应比待测电阻的最大实际电压高，故电源应选输出电压为24 V一种（其额定电流也远大于电路中的最大实际电流，故可用）.
关于变阻器的选择，由于采用分压接法，全部电源电压加在变阻器上.若是把0~50 Ω的变阻器接入电路，通过它的最小电流（对应于待测电路断开）约为24／50 A＝0.5 A，最小功率约为0.25×50 W＝12.5 W，远大于其额定功率；而0~2 kΩ的变阻器接入电路，其最大电流（对应于滑动键靠近图13-4中变阻器A端）约为并联电路总电流0.0136 A，小于其额定电流0.2024 A.故应选0~2 kΩ的变阻器.
【总结】本题处理过程相对复杂，但只要按照“仪器选择-测量电路选择-控制电路选择”这
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样的顺序逐个突破，将复杂的过程逐一分解，遵循前面所提出的各种选择方法，题目也就迎刃而解了，因此说，基础知识是关键，复杂题目只是基础知识的合成。
实验设计的基本思路 → 拟定步骤 → →选择方案 → 选定器材 明确目的 数据处理 →误差分析 附：对电学实验中几个点的强调说明：
一、关于多用电表
1.使用多用表时要注意什么? (1)使用多用表的电压、电流挡.使用多用表测量电压、电流的方法，与单独使用电压表、电流表的方法基本上是一样的，只不过在使用多用表前要根据待测量的情况(是电流还是电压?是交流还是直流?)调整好选择开关，并调整到合适的量程上，其他如正负接线柱的选用，串联还是并联到电路中去等，就和单独使用电压表、电流表时没什么两样了.
(2)使用多用表的欧姆挡.
①机械调零:使用前先查看指针是否指在左端电阻为无穷大的位置，如不是，则要用螺钉旋具慢慢地调节定位螺钉使指针正确定位.
②量程选择:扳动选择开关到合适的量程上，尽可能使正式测量时指针停留在中间位置附近，也就是要尽可能利用
R中4~4R中中这一范围内，以减少测量误差.
③欧姆调零:短接两表笔，调整欧姆档的调零旋钮，使指针指在零欧姆处，注意每改变一次量程，就要重新调零一次.
④数据读取:数据读取时，一要注意到欧姆刻度不是均匀的，不然估读会不正确；二要注意读得的数据还应乘以量程的倍率；三是测量电路中的某一电阻阻值时，应该先把电源切断，再把待测电阻和其他元件断开，之后再行测量；四是要注意手不要碰到表笔的金属杆，以免人体电阻与待测电阻并联造成误差.
⑤结束工作:测量完毕后，一定要把选择开关切换到交流高压挡或切换到\OFF\挡上，以避免漏电或误操作.
2.欧姆表上的刻度为什么是不均匀的?刻度时有什么规律吗?
对于磁电式的电流计，其指针偏转的角度和电流成正比，改装成电流表或电压表时，表盘刻度是均匀的；但用磁电式电流计做欧姆表的表头后，由欧姆表内部电路构造及全电路欧姆定律可知，当两表短接和接上待测电阻Rx后，分别有
Ig?EE?
Rg?r?R0R内 ①
Ix?EE?
Rg?r?R0?RxR内?Rx ②
由②式可知，待测电阻Rx与通过表头的电流Ix不成线性关系，这就是造成表盘刻度不均匀的原因.
那么，怎样对欧姆表的表盘进行刻度呢?
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设指针偏转满刻度的
n(m≥n)时，指针所指的电阻值为Rx，则应有 m
③ ④
nIg?Ix m
把①②式代人③式，整理，得Rx?m?nR内， n④式便是把表盘改为欧姆刻度的依据了. 这里顺便指出，当Rx＝R内时，
n1?，此时指针指中，称此值为中值电阻，显然，中m2值电阻恰好等于此时的欧姆表内阻.
3.测量时怎样正确选择欧姆表的倍率?
在实际测量时，可以通过改变倍率使指针指在
R中4~4R中的范围内，例如，开始时，
如发现指针向右偏得过多，说明原倍率选得太大，可改选倍率小一些的再试试，直到指针落在
R中4~4R中的范围内为止.
也可先估测出应该选用的倍率用来选挡，换挡时，可利用公式Rx＝nR指进行，关系式中Rx为待测电阻的阻值，n为所选的倍率挡(如选×100，则n＝100)，R指则表示从表盘上直接读得的数字.
例如欧姆表中值电阻值为15Ω，待测电阻约为1800Ω，要较准确地测定该电阻应选用哪一个倍率，可题设条件知Rx＝1800Ω，而R中＝15Ω，为使测量较准确，R指宜取18，1800＝n×18，n＝100，所以应选×100挡.
再如用欧姆表的×100挡测一电阻，发现指针偏角太小，偏角太小，即R指太大，为使指针指示在R中附近，应增大偏角，即使R指变小，由Rx＝nR指可知，n必增大，故应选×1k挡.
4.用欧姆表测量电阻前和换挡后，为什么一定要先进行欧姆调零? 欧姆表的表盘刻度是按照标准电动势和内阻进行设计和刻度的，实际应用时，内装电池与标准总有差异，同时，电池用久了，E和r都可能变化，这就会影响指针的偏转转角，可能指不到指定刻度处而造成误差，所以使用前必须进行欧姆调零.
在倍率改变后，欧姆表的内阻电路就发生了相应变化，这时只有通过欧姆调零，才有可能使测量示数与电阻值相符，故每改变一次倍率，都应重新进行调零. 二、关于用U—I线修正法定性分析测电源电动势和内阻的测量误差
用伏安法测量电源电动势、内电阻的学生实验中,有两种可供选择的实验电路。在两种电路中，由于伏特表的分流和安培表的分压引起的误差是不同的，我们可以用图线修正法简洁明快的分析两种电路引起的测量误差。
第一种测量电路：如图10-20和10-21中的a线，分别为测量电路和由此电路测出的数值画出的路端电压与电流强度的关系图线。误差分析方法如下：
①根据测量电路分析误差原因：本测量电路产生误差的原因是由于伏特表的分流使得安培表的读数I小于干路总电流所致。考虑伏特表的内阻RV,全电路的欧姆定律的方程??U?Ir应修正为
图10-20
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图10-21
图10-23 10-21 ?/?U?(I?U/)r??① RvU，可见当U=0时，电流误RU②根据①式寻找图线的准确点：因电流的修正值为?I?差为零。因此，图线与横轴的交点P为准确点，不须修正。
③在图线上任选一点Q进行修正：如图1—2，Q点的纵坐标UQ不变，把(IQ+
/
/
UQRU)做为
Q点修正后的Q点的横坐标，连接P和Q得修正后的U—I图线为b线。.
④比较两条图线的纵截距和斜率：因图线的纵截距等于电源电动势，图线斜率的绝对值
等于电源内阻。所以，?＜?,r＜r.可见电动势和内阻的测量值均小于真实值。
/
/第二种测量电路：如图10-22和10-23中的a线,分别为测量电路和由此测量电路画出的路端电压与电流强度的关系图线，误差分析方法如下：
①根据测量电路分析误差原因：本测量电路产生误差的原因是由于安培表的分压使得伏特表的读数小于电源的路端电压所致。考虑安培表的内阻RA,全电路的欧姆定律的方程??U?Ir应修正为
?/?U?I(r/?RA)??②
②根据②式寻找图线的准确点：因电压的修正值为?U?IRA，可见当I=0时，电压修正值为零.所以,图线与纵轴的交点P准确。
③在图线上任选一点Q进行修正：如图2—2，Q点的横坐标IQ不变，
//
（UQ+IQRA）做为修正后Q点的纵坐标，连接P和Q得修正后的U—I图线为b线。
④比较两条图线的纵截距和斜率：得?=?/图10-22
图10-23
，r＞r。可见，电动
/
势的测量值与真实值相等，而内阻的测量值大于真值。 三、关于电路实物连线的几个易错点：
1、电键必须控制全电路 2、电表的量程和正负极
3、滑动变阻器的“两端限流、三端分压”接法，且要求在闭合电键前，必须保证限流接法中滑动变阻器以最大电阻接入电路，分压接法中滑动变阻器输出电压端电压为零。
4、注意检查安培表的内外接法是否正确
5、导线不能接在滑动变阻器的支架或滑动头上，不能穿越用电器，不能有交叉线.
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