题目内容
18．
小红和小明分别用图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系．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）他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是c球．
（2）小红和小明的实验方案中，小明的实验方案是错误的（选填“小红”或“小明”），原因是没有控制电流不变．
分析 （1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，此题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，这种研究方法叫转化法；电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，据电路的实际情况分析即可判断．
（2）探究电流产生热量跟电阻关系时，控制通电时间和电流不变；据此分析即可判断．
解答 解：
（1）由于电热不易比较，所以从该实验中可以看出，电流产生热量的多少是通过气球膨胀体积大小来判断的，这种方法称为转换法；
由两实验可得：c、d两电阻并联，即其两端电压相同大于a、b两端电压，因此并联时产生的热量大于串联时产生的热量；并联时，根据Q=W=$\frac{{U}^{2}}{R}$t可知，电阻小的发热量多，故c球膨胀明显，其次为d；串联时，根据Q=I2Rt可得，电阻越小发热量越小，因a的电阻小，故a发烧量最小，故膨胀大小顺序为c、d、b、a，故产生热量最多的是c，最小的是a；
（2）小明的方案中，两电阻的电流不同，所以无法探究电流和时间一定时，电流产生的热量与电阻的关系；因此小明采用的方案是错误的；原因是他采取的是R1与R2的并联电路，没有控制通过两个不同电阻丝的电流相同．
故答案为：（1）c；（2）小明；电流．
点评 此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．并运用了转换法来判断产生热量的多少，用气球判断气体的膨胀程度，效果更明显．
练习册系列答案
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