Question

某研究性學習小組通過研究發現了蘋果的甜度和其電阻有一定關系，并初步得到了一種鑒別蘋果甜度的方法．以下是該研究小組的研究過程和成果．請你完成有關問題．
（1）探究影響蘋果電阻的因素．有同學在研究中提出：蘋果的電阻不僅與蘋果的甜度有關，還可能與蘋果的不規則形狀有關．為此，他們設計了如下兩個實驗方案：
（A）對同一蘋果外圍進行不同程度的切削，并測出加相同電壓下的電流；
（B）選擇相同甜度、不同形狀的蘋果進行測量，并測出加相同電壓下的電流．
經過討論，選擇了一種方案進行實驗．你認為實驗小組應該選______方案（A或B）；選擇該方案的理由是：______．
該小組用他們所選的正確方案進行了正確的實驗操作，發現，每次給蘋果加16V的電壓后，測出的電流表的示數都為145μA，通過分析他們的實驗數據可以得出的結論是______．
（2）探究通過蘋果的電流與蘋果汁中糖濃度的關系．
研究小組用甜度不同的蘋果來進行實驗（實驗中所用的蘋果事先由專業人員測量出了甜度），每次都給蘋果加24V的電壓，測出通過蘋果的電流，最終得到了下表的實驗數據：

電壓/V	24	24	24	24	24	24
電流/μA	10	50	120	180	240	320
糖濃度/（mg/ml）	32	40	54	66	78	94

①分析實驗數據可以初步得出的結論是：蘋果越甜，其電阻越______．
②請你根據表格中的數據在方格上畫出對應的I-P圖象．
③歸納出加24V電壓時，電流（用I表示，單位μA）與糖濃度（用P表示，單位mg/ml）
的關系可表達為______；如果糖濃度達80mg/ml已感到甜了，那么給蘋果加30V的電壓時，測量蘋果中有300μA的電流，這個蘋果是______（選填“甜”或“不甜”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）實驗方案的選擇原則有兩條：能夠完成實驗任務；在都能完成實驗任務的前提下，簡單易操作．實驗結論的總結要明確控制的物理量；
（2）①根據實驗數據總結實驗結論，應從實驗目的和實驗現象兩方面分析．
②描畫電流與蘋果甜度之間的曲線按照“描點連線”的順序進行；
③等量關系的確定，應該在大量計算，對比計算結果的基礎上得出．判斷甜度大小，將已知的電流代入前面的表達式，得出甜度再分析．
解答：解：（1）已知蘋果的電阻與甜度有關．方案A中，對同一蘋果進行切削，甜度不變，形狀不同；方案B中，兩個蘋果相比較，不僅形狀不同，甜度也不一定相同．不管蘋果形狀如何改變，在電壓一定時，通過蘋果的電流相同，所以蘋果的電阻與形狀無關．
（2）①由實驗數據知，隨甜度的增大，電流是不斷增大的，在電壓一定時，由公式R=知，電阻減小．所以結論是：蘋果甜度越大，電阻越小．
②蘋果電流與甜度的關系圖線的作法，按照先找對應點，再描點連線．
③不考慮電流、糖濃度的單位，從數量關系看，在第一組數據中，10=5×32-150；第二組數據中，50=5×40-150；第三組、第四組等等，都有此關系．所以電流與糖濃度的關系式為I=5P-150．
蘋果中的電流為300uA，即300=5P-150，解得P=90．查上表知，蘋果是甜的．
故答案為：
（1）A；  A方案能較好地控制蘋果甜度這一因素對蘋果電阻的影響．B方案在理論上是可行的，但要得到甜度相同而形狀不同的蘋果較困難
蘋果的電阻與蘋果的形狀無關；
（2）①小
②電流與甜度關系圖線如右：
③I=5P-150；    甜
點評：探究蘋果電阻與甜度的關系是控制變量法在解決實際問題中的應用．