Question

2．在學習電學知識后，小明和小紅再次走進實驗室想探究“電流和電阻的關系''．為了使實驗更容易發(fā)現規(guī)律，小明選擇了2節(jié)新干電池串聯做電源，選擇了學生用的電流表，電壓表．
（1）小紅找到了100Ω，200Ω，300Ω的3個電阻，小明認為不妥，通過計算說明原因電阻太大，電流表無法測出電流
（2）經協(xié)商他們最終選擇了5Ω，10Ω，20Ω三個電阻進行實驗，電路設計如圖所示．設計思路是“改變電阻，保持電壓不變，獲取相應的電流值”．
請回答實驗中為什么保持被測電阻兩端電壓不變影響電流的因素有兩個：電阻兩端的電壓和電阻，要研究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端的電壓相同，電流表選擇的量程是0-0.6A．
（3）小紅按設計思路進行實驗，收集數據如下表：

次數	1	2	3
電流I/A	0.48	0.24	0.12
電阻R/Ω	5	10	20

根據表中數據，可知他們控制的電阻西端電壓是2.4V，可得到的實驗結論是當導體兩端的電壓相同時，通過導體的電流與電阻成反比．

Answer 1

分析 （1）根據歐姆定律求出電路中的最大電流分析；
（2）研究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端的電壓相同，根據歐姆定律求出電路中的最大電流確定電流表量程；
（3）根據歐姆定律的變形公式求電壓；分析表中數據得出結論．

解答 解：（1）根據歐姆定律，電路中的最大電流：
I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{3V}{100Ω}$=0.03A，而電流表小量程分度值為0.02A，電流表測量不準確，同理另外通過兩個電阻的最大電流分別為I₂=0.015A、I₃=0.01A，電流表無法測出這兩次實驗的電流；
（2）影響電流的因素有兩個：電阻兩端的電壓和電阻，要研究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端的電壓相同；因電路中的最大電流：
I_大=$\frac{U}{{R}_{小}}=\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，故電流表選用 0-0.6A量程；
（3）根據I=$\frac{U}{R}$，U_表=IR=0.48A×5Ω=2.4V；
由表中數據可知，當電阻為原來的幾倍時，通過的電流為原來的幾分之一，即
 當導體兩端的電壓相同時，通過導體的電流與電阻成反比．
故答案為：（1）電阻太大，電流表無法測出電流；
（2）電阻兩端的電壓和電阻，要研究電流與電阻的關系，應控制電阻兩端的電壓相同；0-0.6A；
（3）2.4V；當導體兩端的電壓相同時，通過導體的電流與電阻成反比，

點評 本題探究“電流和電阻的關系''，考查對實驗方案的評估及控制變量法的運用及分析分析數據歸納結論的能力．