Question

10．某校的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．请你在划线处完成填空，或根据提问作出问答．
（1）苹果电阻的测量．

我们知道干燥的苹果表面覆盖有一层绝缘的蜡质物．可研究小组在探索中意外发现苹果的柄和苹果顶部向内凹进的部分竟然是导电的，好象两个天然的电极．请用笔画线代替导线，在图中完成测量苹果电阻的实验电路．
（2）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，他们共设计了如下两个实验方案，经过讨论选择了一种方案进行实验．你认为实验小组选择了哪一种方案，为什么？
（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；
该小组所选的方案为：A，选择的原因是：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
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，则通过分析他们的实验数据可以得出的结论是：苹果的电阻与苹果的形状无关．
（3）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在图中画出苹果中的电流与其糖浓度的关系曲线．
②分析实验数据可以初步得出的结论是：苹果越甜，其电阻越小．
③请你根据图象和表格中的数据，归纳出加24V电压时，电流（用I表示，单位用μA）与糖浓度（用P表示，单位用mg/ml）的关系，用数学公式表达为I=5P-150．如果糖浓度达80mg/ml已感到甜了，那么给苹果加30V的电压时，测量苹果中获得300μA的电流，这个苹果是甜（选填：“甜”或“不甜”）．

Answer 1

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=$\frac{U}{I}$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 此题主要来探究苹果的电阻与哪些因素有关以及探究通过苹果的电流与苹果汁中糖浓度的关系，是一道探究性题目．