Question

某研究性學(xué)習(xí)小組通過研究發(fā)現(xiàn)了蘋果的甜度和其電阻有一定關(guān)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(guān)問題．
（1）探究影響蘋果電阻的因素．有同學(xué)在研究中提出：蘋果的電阻不僅與蘋果的甜度有關(guān)，還可能與蘋果的不規(guī)則形狀有關(guān)．為此，他們設(shè)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(jīng)過討論，選擇了一種方案進行實驗．你認(rèn)為實驗小組應(yīng)該選

A

方案（A或B）；選擇該方案的理由是：

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

．
該小組用他們所選的正確方案進行了正確的實驗操作，發(fā)現(xiàn)，每次給蘋果加16V的電壓后，測出的電流表的示數(shù)都為145μA，通過分析他們的實驗數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是

蘋果的電阻與蘋果的形狀無關(guān)

．
（2）探究通過蘋果的電流與蘋果汁中糖濃度的關(guān)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(yè)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(shù)據(jù)：

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(shù)據(jù)可以初步得出的結(jié)論是：蘋果越甜，其電阻越

小

．
②請你根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格上畫出對應(yīng)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(guān)系可表達為

I=5P-150

；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

甜

（選填“甜”或“不甜”）．

Answer 1

分析：（1）實驗方案的選擇原則有兩條：能夠完成實驗任務(wù)；在都能完成實驗任務(wù)的前提下，簡單易操作．實驗結(jié)論的總結(jié)要明確控制的物理量；
（2）①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)總結(jié)實驗結(jié)論，應(yīng)從實驗?zāi)康暮蛯嶒灛F(xiàn)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(guān)系的確定，應(yīng)該在大量計算，對比計算結(jié)果的基礎(chǔ)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(guān)．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(guān)．
（2）①由實驗數(shù)據(jù)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=

U

I

知，電阻減小．所以結(jié)論是：蘋果甜度越大，電阻越�。�
②蘋果電流與甜度的關(guān)系圖線的作法，按照先找對應(yīng)點，再描點連線．
③不考慮電流、糖濃度的單位，從數(shù)量關(guān)系看，在第一組數(shù)據(jù)中，10=5×32-150；第二組數(shù)據(jù)中，50=5×40-150；第三組、第四組等等，都有此關(guān)系．所以電流與糖濃度的關(guān)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(guān)；
（2）①小
②電流與甜度關(guān)系圖線如右：
③I=5P-150；    甜

點評：探究蘋果電阻與甜度的關(guān)系是控制變量法在解決實際問題中的應(yīng)用．