張紹兵

（巴蜀中學(xué)，重慶 400013）

圖1

經(jīng)常在習(xí)題中見(jiàn)到這樣一道關(guān)于使用多用表探究黑箱內(nèi)有何元件的習(xí)題.題目.如圖1所示，黑箱內(nèi)有A、B、C 3個(gè)接線(xiàn)柱，2個(gè)接線(xiàn)柱間最多只接1個(gè)元件，黑箱內(nèi)的元件是1個(gè)電阻和1只二極管.某同學(xué)用正確的操作方法進(jìn)行了6次測(cè)量，各次紅黑表筆的位置和測(cè)得的阻值如表1所示.

表1

可以判定：（1）電阻接在__________兩點(diǎn)間，阻值為_(kāi)_________Ω；

二極管接在________兩點(diǎn)間，正極接在________點(diǎn)，其正向阻值為_(kāi)_______Ω，反向阻值為_(kāi)_______Ω.

題目給出的參考答案是，電阻接在AB之間，阻值為100Ω，二極管接在AC兩點(diǎn)之間，正極接在A點(diǎn)，其正向阻值為90Ω，反向阻值為10kΩ，如圖2所示.

筆者指導(dǎo)學(xué)生在做此實(shí)驗(yàn)時(shí)，得到的探究數(shù)據(jù)如表2所示.

圖2

表2

我們的探究結(jié)論也如圖2所示：電阻接在AB之間，阻值為3 200Ω，二極管接在AC之間，正極接在A點(diǎn).除了我們與習(xí)題探究中使用的定值電阻和二極管型號(hào)可能不同外，我們雙方探究數(shù)據(jù)的最大不同點(diǎn)在于，題目探究表1中第6次測(cè)得的BC間阻值等于第1次測(cè)得的AB間定值電阻阻值和第5次測(cè)得AC間二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧?，而我們的探究?中，第6次測(cè)得的阻值明顯不等于第1次和第5次測(cè)得的阻值之和，而且相差還比較大，經(jīng)檢查，我們探究所使用的多用表沒(méi)有問(wèn)題，操作也規(guī)范.若題目中使用的多用表也是好的，操作也規(guī)范的話(huà)，我們誰(shuí)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)造假了？

不少人對(duì)題目表1中給出的探究數(shù)據(jù)是深信不疑的，因?yàn)榇颂骄繑?shù)據(jù)和結(jié)論“完美”地符合了他們的認(rèn)知：多用表的黑表筆接觸圖1中黑箱上B點(diǎn)而紅表筆接觸C點(diǎn)時(shí)，測(cè)得的阻值就應(yīng)該是定值電阻和二極管正向?qū)щ姇r(shí)電阻二者之和，故表1中第6次測(cè)得的BC間阻值就應(yīng)該等于第1次測(cè)得的AB間定值電阻阻值和第5次測(cè)得的二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧?但這種認(rèn)識(shí)是不對(duì)的，因?yàn)樗麄兒鲆暳硕O管是非線(xiàn)形元件.參考人教版高中物理選修3－1教材第41頁(yè)“說(shuō)一說(shuō)”欄目“某晶體二極管的伏安特性曲線(xiàn)”，分析可知，過(guò)二極管伏安特性曲線(xiàn)上任一點(diǎn)做切線(xiàn)，此切線(xiàn)的斜率的倒數(shù)表示在該電壓（電流）條件下二極管的正向?qū)щ婋娮?，不同電壓（電流）條件下，二極管正向?qū)щ婋娮柚凳遣煌?；又考參人教版高中物理選修3－1教材第68頁(yè)注釋?zhuān)v的更直白，“二極管是非線(xiàn)性元件，它的電阻與通過(guò)電流的大小有關(guān).”使用不同的多用表，或使用不同倍率的歐姆檔時(shí)，即使測(cè)量的都是正向電阻，數(shù)值也會(huì)相差很多……”.據(jù)此分析，題目表1中第6次測(cè)量和第5次測(cè)量中二極管的正向?qū)щ婋娮钁?yīng)該是不同的.自然，題目表1中第6次測(cè)得的BC間阻值是不等于第1次測(cè)得的AB間的定值電阻阻值和第5次測(cè)得的AC間的二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧停}目表1中第6次測(cè)得的阻值“完美”地等于第1次和第5次測(cè)得的電阻值之和.據(jù)此，我們判定題目表1中的探究數(shù)據(jù)系人為造假.

反思：編制此題數(shù)據(jù)的人如果不是有意便是無(wú)知.要是為了降低學(xué)生探究的難度，出題人有意造此近乎“完美”的數(shù)據(jù)，那大可不必.事實(shí)上，正是在探究過(guò)程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)了題目表1中第6次測(cè)得的BC間阻值不等于第1次測(cè)得的AB間的定值電阻阻值和第5次測(cè)得的AC間的二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧?，?duì)此產(chǎn)生了疑問(wèn)，教師才正好引導(dǎo)他們?cè)俅晤I(lǐng)會(huì)二極管的這種非線(xiàn)性特性，而且由于有教材第41頁(yè)“說(shuō)一說(shuō)”欄目所做的鋪墊，有教材第68頁(yè)的注釋說(shuō)明，他們是完全有能力領(lǐng)會(huì)這點(diǎn)不同的；而編造此“完美”數(shù)據(jù)掩蓋了這點(diǎn)不同，我們就不僅僅是向?qū)W生傳遞了錯(cuò)誤的知識(shí)，更是剝奪了他們進(jìn)一步科學(xué)探究的權(quán)利，妨礙了他們更好地成長(zhǎng).這提醒我們教師注意，在以后的命題過(guò)程中一定要實(shí)事求是，要充分論證題中所述的物理過(guò)程能否實(shí)現(xiàn)，要仔細(xì)校對(duì)題目所給的數(shù)據(jù)是否合理，……，不能編造有違背物理規(guī)律的物理過(guò)程，也不能編制不合實(shí)情的物理數(shù)據(jù)，包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù).

1 張維善，唐果男等.普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(shū)物理（選修3－1）.北京：人民教育出版社，2004.198－199

2 朱世國(guó).實(shí)驗(yàn)名稱(chēng)：二極管的伏安特性曲線(xiàn).大學(xué)基礎(chǔ)物理實(shí)驗(yàn).成都：四川大學(xué)出版社，1988.