13.图9是某同学设计的探究焦耳定律的实验装置图。

(1)进行实验时，观察到在相同时间内，与乙容器相连的U形管中的液面高度差比与甲容器相连的U形管中的液面高度差大，这说明：其他条件相同时，越大，电流通过导体产生的热量越多。$R_1$和$R_2$两根电阻丝在相同时间内产生的热量之比$Q_1:Q_2=$。
(2)通过比较与两个容器相连的U形管中的液面高度差可以探究电流通过导体时产生的热量与电流大小的关系。
(3)电阻丝$R_4$的作用是使通过电阻丝$R_3$和$R_2$的电流（选填“相等”或“不相等”）。为了使与乙、丙两个容器相连的U形管中的液面高度差的差异更大，$R_4$选用（选填“5”或“10”）Ω的电阻更好。

(1) 电阻；$1:2$
(2) 乙、丙
(3) 不相等；5

【分析】
本题围绕焦耳定律的实验展开，需运用控制变量法分析各实验条件：
(1) 甲、乙容器中电阻丝串联，电流和通电时间相同，电阻不同，液面高度差反映热量多少，据此推导热量与电阻的关系，再结合焦耳定律计算热量比；
(2) 探究热量与电流的关系，需控制电阻、时间相同，改变电流，据此选择对比的容器；
(3) 分析R₄与R₃的并联关系，判断电流是否相等，再结合电流差的影响确定R₄的阻值选择。
【解析】
(1) 甲中R₁=5Ω、乙中R₂=10Ω，二者串联，故电流I₁=I₂，通电时间t相同。乙的U形管液面高度差更大，说明电流和时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。根据焦耳定律Q=I²Rt，Q₁:Q₂=(I²R₁t):(I²R₂t)=R₁:R₂=5Ω:10Ω=1:2。
(2) 探究热量与电流的关系，需控制电阻、通电时间相同，电流不同。乙中R₂=10Ω，丙中R₃=10Ω，R₄与R₃并联，使通过R₃的电流与R₂的电流不同，故选择乙、丙两个容器对比。
(3) R₄与R₃并联，根据并联电路电流规律，干路电流等于支路电流之和，因此通过R₃的电流与R₂的电流不相等。要使乙、丙的液面高度差更大（即热量差更大），因R₂=R₃，需增大电流差：R₄阻值越小，R₃支路的电流越小，电流差越大，故R₄选5Ω更好。
【答案】
(1) 电阻；1:2
(2) 乙、丙
(3) 不相等；5
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、并联电路电流规律
【点评】
本题通过U形管液面高度差转换反映电流产生热量的多少，是焦耳定律实验的典型考查，需明确电阻连接方式，结合控制变量法分析热量与电流、电阻的关系，难度适中。
【难度系数】
0.5