Question

2．小明學(xué)習(xí)有關(guān)知識后，認(rèn)識到家庭電路使用的交流電每秒鐘完成50個(gè)周期性變化，經(jīng)查閱資料知，這是描述交流電特征的一個(gè)物理量，叫做頻率，用字母f表示，單位是赫茲（Hz），即家庭電路所使用的交流電的頻率為50Hz．為探究某電學(xué)元件X對交流電的阻礙作用跟哪些因素有關(guān)，小明提出以下兩點(diǎn)猜想：
①可能跟交流電的電壓有關(guān)，②可能跟交流電的頻率有關(guān)．為驗(yàn)證猜想，小明在老師的幫助下用下圖電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填在表中．分析表中數(shù)據(jù)并完成以下問題：

次數(shù)	電壓U/V	頻率f/Hz	電流 I/A
①	10	50	0.1
②	20	50	0.2
③	20	100	0.4

（1）為研究猜想①應(yīng)選用①②兩組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析．分析這兩組數(shù)據(jù)，可得出在頻率一定時(shí)，流過X的電流與其兩端電壓成正（正/反）比的結(jié)論；
（2）在物理學(xué)中用物理量Z=$\frac{U}{I}$來定義電學(xué)元件對交流電的阻礙作用，你認(rèn)為Z的單位是Ω，分析表中數(shù)據(jù)可知，Z與$\frac{1}{f}$（$\frac{1}{頻率}$）成正比．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法分析；
（2）根據(jù)公式歐姆定律的公式分析Z的單位；根據(jù)②③的Z的數(shù)值與頻率的關(guān)系分析．

解答 解：（1）探究X對交流電的阻礙作用與交流電的電壓的關(guān)系，需要控制頻率保持不變，改變電壓，故應(yīng)選①②兩組數(shù)據(jù)分析；頻率都為50Hz時(shí)，當(dāng)電壓變?yōu)樵瓉淼亩�倍，電流也�?huì)變?yōu)樵瓉淼亩�倍，所以流過X的電流與其兩端電壓成正比；
（2）由歐姆定律的公式$R=\frac{U}{I}$可知，$\frac{U}{I}$表示的是電阻，其單位為Ω，所以Z的單位是Ω；分析②③可知，在電壓相同時(shí)，頻率越大，電流越大，則Z對交流電的阻礙作用越小，故Z與頻率成反比，與$\frac{1}{f}$（$\frac{1}{頻率}$）成正比．
故答案為：（1）①②；正；（2）歐姆（歐/Ω）；$\frac{1}{f}$（$\frac{1}{頻率}$）．

點(diǎn)評 本題考查了探究電路元件對電流阻礙作用的實(shí)驗(yàn)，知道實(shí)驗(yàn)?zāi)康�、�?yīng)用控制變量法是正確解題的前提．