演示实验说明力的指向性

黄忠武

(广西壮族自治区钦州市灵山县金龙中学 535400)

有这样一道选择题：

如图1所示的实验，下列说法正确的是( ).

A.这个实验说明做功可以改变物体的内能

B.这个实验说明物体内能可以对外做功

C.在这个实验的过程中内能转化为机械能

D.这个实验基本反映出了热机的工作过程

分析此实验的本质是加热试管中的水，沸腾后，产生的大量的水蒸气推动软木塞做功，将软木塞弹出.该演示实验揭示的是通过做功，水蒸气的内能可以转化为软木塞的机械能.

在四个答案里“B”和“C”；是毫无异议的了，有疑问的是：A和D.

首先来说D答案，“D这个实验基本反映出了热机的工作过程”，准确的来说这个实验反映了热机的工作原理，D答案里说是反映了工作过程，这一点首先是不同的，下面来说说A答案，“这个实验说明做功可以改变物体的内能”，乍一看，做功可以改变物体的内能，这个没问题啊，但关键是这个实验的说明力在哪里，刚才已经分析，该演示实验的现象是：水蒸气推动软木塞做功，将软木塞弹出，所以，该实验的说明力在于：揭示“通过做功，水蒸气的内能可以转化为软木塞的机械能”，而非揭示：做功后内能减小.就本实验的表面现象来说，也不能说明做功可以改变内能.所以笔者认为A答案是错误的.

笔者最初接触这个题目时，曾经很困惑，曾在网上搜索该题答案，结果发现网上众说纷纭，有说A对，也有说A错，各有各的理由；故本人对这个情况进行了深入思考，认为焦点在于对演示实验说明力的指向性上面.

认为A对的人是这样想的：该实验中，水蒸气做功推出软木塞后，试管口将会出现白雾，由此说明水蒸气推动软木塞做功后内能减小，温度降低，液化而出现白雾，故而可以说明“做功可以改变内能”这一观点.

从该实验内含的知识来说，“水蒸气推动软木塞做功后内能减小，温度降低，液化而出现白雾”这点肯定是有的，但是单从实验表面的现象来说，即使是加热一壶水(不盖盖子)水蒸气在壶口外也会形成白雾，那是因为水蒸气遇到壶口外的冷空气放热发生液化而形成.或者用手拿开热水壶的塞子，也会在壶口处出现白雾，也是同样的道理(上面两例子都是不用做功，就能在瓶口处出现了白雾)，因此，在该实验里，说“观察到软木塞被弹出后出现白雾，说明做功后内能减小”这一结论显然是无法令人信服的.

我们先来看看教科书第二节《内能》里是安排那个实验来演示做功改变内能的.

第9页图13-2-5做功改变内能两个演示实验里的乙图，如图2：在烧瓶里放入少量水(注意：是常温下的水，并非加热水)，然后往瓶子里打气，当瓶塞跳出时，会观察到瓶口出现了白雾，教科书里为什么不用上图那个加热过程的高温水而用常温水，就是在于高温水产生的水蒸气在离开瓶口时即使不用做功也会由于发生液化而出现白雾这一现象，但用常温水产生的水蒸气是不可能出现的，这就是演示实验的指向说明力，只有这样来做，才能说明做功后改变了内能.而用加热高温水产生的水蒸气出现的白雾根本不能说明做功可以改变内能.在这一点上，教科书的审定显然是考虑到了这样的情况.也从侧面反映出教科书编写的严谨性.

例1如图3，闭合开关，观察到金属棒ab往右运动，实验说明：

A.金属棒ab周围没有磁场

B. 闭合电路的一部分导体做切割磁感线运动会产生感应电流

C.通电导体在磁场中受力的作用

D.导体AB有电阻

这个演示实验揭示的是：闭合开关后形成闭合电路而产生电流，使通电导体在磁场中受电磁力的作用而运动.故很明显选择C.

而如果按照前面所说的那些人的观点的话：实验里，金属棒ab肯定有电阻啊，所以D答案，这个实验说明金属棒ab有电阻也是正确的啊.

金属棒ab有电阻，这个是肯定是对的，也是在这个实验中存在的，但是这个演示实验说明的指向性在于：“闭合开关后形成闭合电路而产生电流，使通电导体在磁场中受电磁力的作用”；而实验本身的表面现象并不能说明导体有电阻，所以“D.金属棒ab有电阻”看起来没错但其实并不符合题意.

笔者认为，我们现在出题讲究一个“发散性”，但无论如何发散，也不能够将演示实验所要表现的知识点搞混乱，教科书上的演示实验显然是经过专家深思熟虑之后确定的.学生，特别是对学习物理还刚入门的学生来说，观察一个演示实验能揭示出什么知识，应当具有明确的指向性，以便于学生学习掌握知识；而不是似是而非，从而发生指鹿为马的事情，造成学生学习上的无所适从.