题目内容

小红和小明分别用如图所示的装置，他们分别将两段阻值不同的电阻丝（R₁＜R₂）密封在完全相同的两个烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连（设他们所用的各种同类器材性能相同）

（1）在这个实验中电流做功产生热量的多少是通过来体现的．
（2）他们同时开始进行实验，小红观察到的现象是气球先鼓起来，小明观察到的现象是气球先鼓起来．
（3）小红和小明的实验方案中有一个设计是错误的，请指出那个错误的，并简要分析错误的原因．

解：（1）实验中，电流产生的热量越多，瓶内封闭气体的温度越高，气球膨胀的越厉害，可见是通过气球体积的大小变化来判断电流做功产生热量多少的；
（2）小红的方案中，两电阻丝串联，R₁＜R₂，I₁=I₂，通电时间t相同，
∵Q=I²Rt，
∴电流产生的热量：
Q₁＜Q₂，
∴b气球先鼓起来；
小明的方案中，两电阻丝并联，R₁＜R₂，U₁=U₂，通电时间t相同，
∵Q=I²Rt= $\text{[math]}$ ，
∴电流产生的热量：
Q₁＞Q₂，
∴c气球先鼓起来；
（3）小明的方案中，通过两电阻的电流不同，所以无法探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系．
故答案为：（1）气球体积的大小变化；
（2）b，c；
（3）小明实验方案错误，因为该实验中没有保持通过两电阻的电流相同．
分析：（1）实验中通过气体的热胀冷缩的程度来判断产生热量的多少，气体热胀冷缩的程度通过气球的膨胀程度来判断；
（2）本实验是探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系．所以在实验过程中，需要控制电流和通电时间相等，所以要将两电阻串联；根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多；在电压相同时，根据Q= $\text{[math]}$ ，通电时间相同，电压相同，电阻越小产生的热量越多；
（3）小明的方案中，两电阻并联，因为两电阻不同，通过的电流不同，所以无法探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系．
点评：本题通过实验探究电流通过导体与电阻的关系，考查了学生对控制变量法的应用；运用转换法来判断产生热量的多少，效果明显．