Question

2．在学习电学知识后，小明和小红再次走进实验室想探究“电流和电阻的关系''．为了使实验更容易发现规律，小明选择了2节新干电池串联做电源，选择了学生用的电流表，电压表．
（1）小红找到了100Ω，200Ω，300Ω的3个电阻，小明认为不妥，通过计算说明原因电阻太大，电流表无法测出电流
（2）经协商他们最终选择了5Ω，10Ω，20Ω三个电阻进行实验，电路设计如图所示．设计思路是“改变电阻，保持电压不变，获取相应的电流值”．
请回答实验中为什么保持被测电阻两端电压不变影响电流的因素有两个：电阻两端的电压和电阻，要研究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压相同，电流表选择的量程是0-0.6A．
（3）小红按设计思路进行实验，收集数据如下表：

次数	1	2	3
电流I/A	0.48	0.24	0.12
电阻R/Ω	5	10	20

根据表中数据，可知他们控制的电阻西端电压是2.4V，可得到的实验结论是当导体两端的电压相同时，通过导体的电流与电阻成反比．

Answer 1

分析 （1）根据欧姆定律求出电路中的最大电流分析；
（2）研究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压相同，根据欧姆定律求出电路中的最大电流确定电流表量程；
（3）根据欧姆定律的变形公式求电压；分析表中数据得出结论．

解答 解：（1）根据欧姆定律，电路中的最大电流：
I₁=$\frac{U}{{R}_{1}}=\frac{3V}{100Ω}$=0.03A，而电流表小量程分度值为0.02A，电流表测量不准确，同理另外通过两个电阻的最大电流分别为I₂=0.015A、I₃=0.01A，电流表无法测出这两次实验的电流；
（2）影响电流的因素有两个：电阻两端的电压和电阻，要研究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压相同；因电路中的最大电流：
I_大=$\frac{U}{{R}_{小}}=\frac{3V}{5Ω}$=0.6A，故电流表选用 0-0.6A量程；
（3）根据I=$\frac{U}{R}$，U_表=IR=0.48A×5Ω=2.4V；
由表中数据可知，当电阻为原来的几倍时，通过的电流为原来的几分之一，即
 当导体两端的电压相同时，通过导体的电流与电阻成反比．
故答案为：（1）电阻太大，电流表无法测出电流；
（2）电阻两端的电压和电阻，要研究电流与电阻的关系，应控制电阻两端的电压相同；0-0.6A；
（3）2.4V；当导体两端的电压相同时，通过导体的电流与电阻成反比，

点评 本题探究“电流和电阻的关系''，考查对实验方案的评估及控制变量法的运用及分析分析数据归纳结论的能力．