科學(xué)是可以犯錯(cuò)的,但我們?nèi)裟苷湟曞e(cuò)誤、認(rèn)真對(duì)待錯(cuò)誤,找出產(chǎn)生錯(cuò)誤的原因,說(shuō)不準(zhǔn)在條件改變或限制時(shí),“錯(cuò)誤”卻可成為具有創(chuàng)新思維的好方法,即“壞事變好事”。
請(qǐng)看下面兩例。
例1 在做用伏安法測(cè)量定值電阻的實(shí)驗(yàn)中,甲、乙兩位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)器材都完好,各自的讀數(shù)也準(zhǔn)確。他們測(cè)量的三組數(shù)據(jù)分別記錄在下面兩表中。
老師看了兩組數(shù)據(jù)后,認(rèn)為其中有一位同學(xué)的實(shí)驗(yàn)電路接錯(cuò)了。
(1)請(qǐng)你判斷,指出線路接錯(cuò)了的同學(xué)是_________;
(2)你的判斷依據(jù)是_________。
(3)想一想,這位同學(xué)的電路錯(cuò)在何處?
分析與解答 伏安法測(cè)電阻要求電壓表與待測(cè)電阻并聯(lián),電流表與待測(cè)電阻串聯(lián),電路圖應(yīng)為圖1所示。由于所測(cè)電阻為定值,又實(shí)驗(yàn)器材完好,因此實(shí)驗(yàn)所測(cè)電流與電壓應(yīng)成正比(排除誤差因素)。分析兩同學(xué)表格中的數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)甲同學(xué)所測(cè)電流與電壓不但不成正比,且變化是反向的,因此可判定電壓表沒有和待測(cè)的定值電阻并聯(lián),而是和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了。所以答案分別是
(1)甲同學(xué);(2)電阻一定,電流應(yīng)與電壓成正比;(3)電壓表沒有和待測(cè)電阻并聯(lián)而是和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)了。
例2 現(xiàn)要求測(cè)一只額定電壓為3.8V的小燈泡的額定功率。提供的器材有:電源一只(電壓恒為6V),滑動(dòng)變阻器一個(gè)(最大阻值與小燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻差不多),電流表和電壓表各一只,開關(guān)一只和導(dǎo)線若干根,電流表的量程滿足實(shí)驗(yàn)要求,而電壓表只有小量程。請(qǐng)根據(jù)以上器材,設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)電路圖,并寫出實(shí)驗(yàn)步驟。
分析與解答 本題為設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn)題,要求學(xué)生能運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問題,考查學(xué)生分析、推理和概括能力。本題電壓表只有3V量程,達(dá)不到小燈泡的額定電壓3.8V,因此按常規(guī)思路電壓表與待測(cè)燈泡并聯(lián)是不可能解決問題的。若能注意到電源電壓為6V,滑動(dòng)變阻器和燈泡串聯(lián)分壓,當(dāng)燈泡電壓為3.8V時(shí),滑動(dòng)變阻器電壓為2.2V,在電壓表的可用量程之內(nèi),因此靈活轉(zhuǎn)換測(cè)量對(duì)象,把電壓表與滑動(dòng)變阻器并聯(lián),問題便可迎刃而解。
根據(jù)題目所給器材,設(shè)計(jì)的測(cè)小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)電路圖如圖2所示。
測(cè)小燈泡額定功率的實(shí)驗(yàn)步驟為:
(1)根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖,把實(shí)物元件連接起來(lái);
(2)先把變阻器滑片移至阻值最大處,再閉合開關(guān);
(3)使滑片緩慢地向另一邊滑動(dòng),直到電壓表的示數(shù)為2.2V為止;(此時(shí)燈泡電壓為額定電壓3.8V,正常發(fā)光)
(4)記下此時(shí)電流表的示數(shù)為I;
(5)計(jì)算出小燈泡的額定功率為P=UI=3.8IV#8226;A。
例1中電壓表沒有和待測(cè)對(duì)象定值電阻并聯(lián)而是“無(wú)意識(shí)”的和滑動(dòng)變阻器并聯(lián)導(dǎo)致了錯(cuò)誤。例2中電壓表也沒有和待測(cè)對(duì)象小燈泡并聯(lián)而是“有意識(shí)的”和滑動(dòng)變阻器并聯(lián),卻是正確的巧妙方法。從這一誤一正兩例可看出,錯(cuò)和對(duì)是相對(duì)的,辯證的,套用禍福的辯證關(guān)系,那就是:“錯(cuò)”是“對(duì)”所倚。