Question

某研究性学习小组通过研究发现了苹果的甜度和其电阻有一定关系，并初步得到了一种鉴别苹果甜度的方法．以下是该研究小组的研究过程和成果．请你完成有关问题．
（1）探究影响苹果电阻的因素．有同学在研究中提出：苹果的电阻不仅与苹果的甜度有关，还可能与苹果的不规则形状有关．为此，他们设计了如下两个实验方案：
（A）对同一苹果外围进行不同程度的切削，并测出加相同电压下的电流；
（B）选择相同甜度、不同形状的苹果进行测量，并测出加相同电压下的电流．
经过讨论，选择了一种方案进行实验．你认为实验小组应该选______方案（A或B）；选择该方案的理由是：______．
该小组用他们所选的正确方案进行了正确的实验操作，发现，每次给苹果加16V的电压后，测出的电流表的示数都为145μA，通过分析他们的实验数据可以得出的结论是______．
（2）探究通过苹果的电流与苹果汁中糖浓度的关系．
研究小组用甜度不同的苹果来进行实验（实验中所用的苹果事先由专业人员测量出了甜度），每次都给苹果加24V的电压，测出通过苹果的电流，最终得到了下表的实验数据：

电压/V	24	24	24	24	24	24
电流/μA	10	50	120	180	240	320
糖浓度/（mg/ml）	32	40	54	66	78	94

①分析实验数据可以初步得出的结论是：苹果越甜，其电阻越______．
②请你根据表格中的数据在方格上画出对应的I-P图象．
③归纳出加24V电压时，电流（用I表示，单位μA）与糖浓度（用P表示，单位mg/ml）
的关系可表达为______；如果糖浓度达80mg/ml已感到甜了，那么给苹果加30V的电压时，测量苹果中有300μA的电流，这个苹果是______（选填“甜”或“不甜”）．

Answer 1

【答案】分析：（1）实验方案的选择原则有两条：能够完成实验任务；在都能完成实验任务的前提下，简单易操作．实验结论的总结要明确控制的物理量；
（2）①根据实验数据总结实验结论，应从实验目的和实验现象两方面分析．
②描画电流与苹果甜度之间的曲线按照“描点连线”的顺序进行；
③等量关系的确定，应该在大量计算，对比计算结果的基础上得出．判断甜度大小，将已知的电流代入前面的表达式，得出甜度再分析．
解答：解：（1）已知苹果的电阻与甜度有关．方案A中，对同一苹果进行切削，甜度不变，形状不同；方案B中，两个苹果相比较，不仅形状不同，甜度也不一定相同．不管苹果形状如何改变，在电压一定时，通过苹果的电流相同，所以苹果的电阻与形状无关．
（2）①由实验数据知，随甜度的增大，电流是不断增大的，在电压一定时，由公式R=知，电阻减小．所以结论是：苹果甜度越大，电阻越小．
②苹果电流与甜度的关系图线的作法，按照先找对应点，再描点连线．
③不考虑电流、糖浓度的单位，从数量关系看，在第一组数据中，10=5×32-150；第二组数据中，50=5×40-150；第三组、第四组等等，都有此关系．所以电流与糖浓度的关系式为I=5P-150．
苹果中的电流为300uA，即300=5P-150，解得P=90．查上表知，苹果是甜的．
故答案为：
（1）A；  A方案能较好地控制苹果甜度这一因素对苹果电阻的影响．B方案在理论上是可行的，但要得到甜度相同而形状不同的苹果较困难
苹果的电阻与苹果的形状无关；
（2）①小
②电流与甜度关系图线如右：
③I=5P-150；    甜
点评：探究苹果电阻与甜度的关系是控制变量法在解决实际问题中的应用．