18. 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，小军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根电阻不同的电阻丝($R_{1}＜R_{2}$)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。

(1)实验中通过来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与的关系，电路中将两根电阻丝串联的目的是控制电流和通电时间相等。
(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球 B 与 D 的变化情况，可探究电流产生的热量与的关系。
(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多。
(5)电烘箱高温和低温两挡的调节是通过改变接入电路中电阻丝的长度来实现的。由上述实验可知：低温挡接入电路的电阻丝比高温挡要(选填“长”或“短”)一些。

(1) 气球膨胀程度（或气球体积变化）
(2) 电阻
(3) 电流
(4) C
(5) 长

(1) 实验中通过气球膨胀程度（或体积变化）来反映电流产生热量的多少，运用了转换法；
(2) 甲装置中两电阻丝串联，电流和通电时间相同，电阻不同（$R_1 ＜ R_2$），故可探究热量与电阻的关系;
(3) 气球B对应甲装置中$R_2$，气球D对应乙装置中$R_2$；甲中$R_2$与$R_1$串联，电流为$I_{甲} = \frac{U}{R_1 + R_2}$；乙中$R_2$单独接入，电流为$I_{乙} = \frac{U}{R_2}$，因$R_1 ＞ 0$，故$I_{乙} ＞ I_{甲}$，而电阻和通电时间相同，因此比较B与D可探究热量与电流的关系；
(4) 根据焦耳定律$Q = I^2Rt$，在相同时间$t$内：
甲中$R_1$：$I = \frac{U}{R_1+R_2}$，$Q_A = (\frac{U}{R_1+R_2})^2 R_1 t$；
甲中$R_2$：$Q_B = (\frac{U}{R_1+R_2})^2 R_2 t$；
乙中$R_1$：$I = \frac{U}{R_1}$，$Q_C = (\frac{U}{R_1})^2 R_1 t = \frac{U^2}{R_1} t$；
乙中$R_2$：$Q_D = (\frac{U}{R_2})^2 R_2 t = \frac{U^2}{R_2} t$；
因$R_1 ＜ R_2$，则$\frac{U^2}{R_1} ＞ \frac{U^2}{R_2}$，且$\frac{U^2}{R_1} ＞ (\frac{U}{R_1+R_2})^2 R_2$（可代入数值验证，如$R_1=1\Omega, R_2=2\Omega$），故$Q_C$最大，对应气球C；
(5) 电烘箱功率$P = \frac{U^2}{R}$，电压不变时，电阻越大，功率越小，为低温挡；电阻丝长度越长，电阻越大，故低温挡电阻丝更长。

19. (2025·黄冈模拟)小亮做“探究通电螺线管外部磁场的方向”实验。

(1)将螺线管按图甲连接到电路中。闭合开关，让螺线管通电，将小磁针放在螺线管周围的某一位置，观察小磁针在各点时 N 极的指向；把连接电源的正负接线对调再做实验，这是为了探究通电螺线管外部磁场方向与的关系。
(2)将漆包线按图乙形状穿绕玻璃板，绕成螺线管后，在玻璃板上均匀撒上铁屑，再给螺线管通电，观察铁屑的分布情况。为了使实验效果好，除了适当增大电流的大小，还应进行的操作是，再观察铁屑的分布情况，能说明通电螺线管外部磁场与周围的磁场相似。
(3)根据图乙中两个小磁针的指向可知通电螺线管的端为 N 极。老师说实验中不能用铜屑代替铁屑显示磁场分布，理由是。

(1) 静止；电流方向
(2) 轻敲玻璃板；条形磁体
(3) 左；铜屑不是磁性材料，不能被磁化

(1) 实验中需观察小磁针静止时N极的指向，因为只有静止时小磁针N极指向才与该点磁场方向一致；将电源正负极对调，改变了螺线管中的电流方向，此操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系。
(2) 为使铁屑更好地显示磁场分布，除增大电流外，还应轻敲玻璃板，减小铁屑与玻璃板的摩擦，让铁屑在磁场作用下有序排列；通电螺线管外部磁场的分布特点与条形磁体周围的磁场相似。
(3) 根据小磁针静止时N极指向与磁场方向一致，结合螺线管外部磁场走向，可判断出通电螺线管的左端为N极；铜屑不属于磁性材料，无法被磁场磁化，不能在磁场中有序排列，因此不能代替铁屑显示磁场分布。