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”).
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
(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.
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.
聯系生活——學習物理妙招: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,相當沒有受外力。