Question

14．为了探究影响电热的因素，实验室准备了两个装满煤油的烧瓶、两个带有橡皮塞的粗细均匀的相同玻璃管，两根不同阻值的电阻丝（R₁＞R₂），以及滑动变阻器、开关、导线、电源等．两个实验小组根据提供的实验器材，分别设计了如图甲、乙所示的两个方案．
（1）给甲方案的电路通电一段时间，发现R₁（选填“R₁”或“R₂”）使煤油液面升高得高，说明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多．
（2）给乙方案的电路通电一段时间，发现R₂（选填“R₁”或“R₂”）使煤油液面升高得高，说明在电压和通电时间相同的情况下，电阻越小，产生的热量越多．

Answer 1

分析 电流通过导体产生热量的多少，我们通过肉眼直接观察看不到其多少，在此应用了转换法，把电流通过导体产生热量的多少用我们能看到的现象表现出来；
分析甲图和乙图中电阻丝的连接方式（串联时电流相同、通电时间相同，并联时电压相同、通电时间相同），找出相同的量和不同的量，据此分析得出答案．

解答 解：
（1）由图甲知，两电阻丝串联，通过的电流相同、通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，电阻越大，放出的热量越多，所以R₁烧瓶中的温度计示数较高；说明R₁烧瓶中电阻丝放出的热量比R₂烧瓶中电阻丝放出的热量多．即表明在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，在导体上所产生的热量就越多．
（2）由图乙知，两电阻丝并联，两电阻两端的电压相同、通电时间相同，根据焦耳定律Q=I²Rt=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，电阻越小，放出的热量越多，所以R₂烧瓶中的温度计示数较高；说明R₂烧瓶中电阻丝放出的热量比R₁烧瓶中电阻丝放出的热量多．即表明在电压和通电时间相同的情况下，导体的电阻越小，在导体上所产生的热量就越多．
故答案为：（1）R₁；电流；大；（2）R₂；电压；小．

点评 本题考查探究电流产生的热量与电阻、电流大小的关系，需明确当要探究的物理量较多时，应采用控制变量法．