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(qǐng)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?cè)O(shè)計(jì)了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)方案:
(A)對(duì)同一蘋果外圍進(jìn)行不同程度的切削,并測(cè)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(jìn)行測(cè)量,并測(cè)出加相同電壓下的電流.
經(jīng)過討論,選擇了一種方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn).你認(rèn)為實(shí)驗(yàn)小組應(yīng)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(jìn)行了正確的實(shí)驗(yàn)操作,發(fā)現(xiàn),每次給蘋果加16V的電壓后,測(cè)出的電流表的示數(shù)都為145μA,通過分析他們的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得出的結(jié)論是________.
(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(jìn)行實(shí)驗(yàn)(實(shí)驗(yàn)中所用的蘋果事先由專業(yè)人員測(cè)量出了甜度),每次都給蘋果加24V的電壓,測(cè)出通過蘋果的電流,最終得到了下表的實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以初步得出的結(jié)論是:蘋果越甜,其電阻越________.
②請(qǐng)你根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在方格上畫出對(duì)應(yīng)的I-P圖象.
③歸納出加24V電壓時(shí),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(dá)為________;如果糖濃度達(dá)80mg/ml已感到甜了,那么給蘋果加30V的電壓時(shí),測(cè)量蘋果中有300μA的電流,這個(gè)蘋果是________(選填“甜”或“不甜”).
試題答案
解:(1)已知蘋果的電阻與甜度有關(guān).方案A中,對(duì)同一蘋果進(jìn)行切削,甜度不變,形狀不同;方案B中,兩個(gè)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(shí),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(shí)驗(yàn)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(shí),由公式R=知,電阻減小.所以結(jié)論是:蘋果甜度越大,電阻越小.
②蘋果電流與甜度的關(guān)系圖線的作法,按照先找對(duì)應(yīng)點(diǎn),再描點(diǎn)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(duì)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
試題解析
(1)實(shí)驗(yàn)方案的選擇原則有兩條:能夠完成實(shí)驗(yàn)任務(wù);在都能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)的前提下,簡(jiǎn)單易操作.實(shí)驗(yàn)結(jié)論的總結(jié)要明確控制的物理量;
(2)①根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論,應(yīng)從實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)現(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(diǎn)連線”的順序進(jìn)行;
③等量關(guān)系的確定,應(yīng)該在大量計(jì)算,對(duì)比計(jì)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(dá)式,得出甜度再分析.
點(diǎn)評(píng):探究蘋果電阻與甜度的關(guān)系是控制變量法在解決實(shí)際問題中的應(yīng)用.
聯(lián)系生活——學(xué)習(xí)物理妙招:慣性定律:不受外力是條件,保持勻直或靜止,平衡效果合為零,相當(dāng)沒有受外力。