張紹兵

（巴蜀中學(xué)，重慶 400013）

圖1

經(jīng)常在習(xí)題中見到這樣一道關(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個接線柱，2個接線柱間最多只接1個元件，黑箱內(nèi)的元件是1個電阻和1只二極管.某同學(xué)用正確的操作方法進(jìn)行了6次測量，各次紅黑表筆的位置和測得的阻值如表1所示.

表1

可以判定：（1）電阻接在__________兩點間，阻值為__________Ω；

二極管接在________兩點間，正極接在________點，其正向阻值為________Ω，反向阻值為________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兩點之間，正極接在A點，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)生在做此實驗時，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.除了我們與習(xí)題探究中使用的定值電阻和二極管型號可能不同外，我們雙方探究數(shù)據(jù)的最大不同點在于，題目探究表1中第6次測得的BC間阻值等于第1次測得的AB間定值電阻阻值和第5次測得AC間二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧停覀兊奶骄勘?中，第6次測得的阻值明顯不等于第1次和第5次測得的阻值之和，而且相差還比較大，經(jīng)檢查，我們探究所使用的多用表沒有問題，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，我們誰的實驗數(shù)據(jù)造假了？

不少人對題目表1中給出的探究數(shù)據(jù)是深信不疑的，因為此探究數(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點而紅表筆接觸C點時，測得的阻值就應(yīng)該是定值電阻和二極管正向?qū)щ姇r電阻二者之和，故表1中第6次測得的BC間阻值就應(yīng)該等于第1次測得的AB間定值電阻阻值和第5次測得的二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧?但這種認(rèn)識是不對的，因為他們忽視了二極管是非線形元件.參考人教版高中物理選修3－1教材第41頁“說一說”欄目“某晶體二極管的伏安特性曲線”，分析可知，過二極管伏安特性曲線上任一點做切線，此切線的斜率的倒數(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頁注釋，講的更直白，“二極管是非線性元件，它的電阻與通過電流的大小有關(guān).”使用不同的多用表，或使用不同倍率的歐姆檔時，即使測量的都是正向電阻，數(shù)值也會相差很多……”.據(jù)此分析，題目表1中第6次測量和第5次測量中二極管的正向?qū)щ婋娮钁?yīng)該是不同的.自然，題目表1中第6次測得的BC間阻值是不等于第1次測得的AB間的定值電阻阻值和第5次測得的AC間的二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧停}目表1中第6次測得的阻值“完美”地等于第1次和第5次測得的電阻值之和.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.事實上，正是在探究過程中學(xué)生發(fā)現(xiàn)了題目表1中第6次測得的BC間阻值不等于第1次測得的AB間的定值電阻阻值和第5次測得的AC間的二極管正向?qū)щ婋娮柚刀咧?，對此產(chǎn)生了疑問，教師才正好引導(dǎo)他們再次領(lǐng)會二極管的這種非線性特性，而且由于有教材第41頁“說一說”欄目所做的鋪墊，有教材第68頁的注釋說明，他們是完全有能力領(lǐng)會這點不同的；而編造此“完美”數(shù)據(jù)掩蓋了這點不同，我們就不僅僅是向?qū)W生傳遞了錯誤的知識，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.這提醒我們教師注意，在以后的命題過程中一定要實事求是，要充分論證題中所述的物理過程能否實現(xiàn)，要仔細(xì)校對題目所給的數(shù)據(jù)是否合理，……，不能編造有違背物理規(guī)律的物理過程，也不能編制不合實情的物理數(shù)據(jù)，包括實驗數(shù)據(jù).

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

2 朱世國.實驗名稱：二極管的伏安特性曲線.大學(xué)基礎(chǔ)物理實驗.成都：四川大學(xué)出版社，1988.