一、探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关
1. 电热与电阻的关系。
【实验思路】
两个透明容器中密封着等量的空气，在两个容器中分别串联接入电阻不等的两段电阻丝，通电一段时间，通过U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而间接反映电热的多少，进一步推导出电热和电阻的关系。
【实验过程】
如图所示，将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通电一段时间后，观察到与右边容器相通的U形管液面的高度差较大。
【实验结论】在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。

2. 电热与电流的关系。
【实验思路】
两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将另一段电阻丝与容器内的电阻丝并联。闭合开关，通电一段时间，观察两个U形管中液面高度的变化，分析得出电热和电流的关系。
【实验过程】
如图所示，闭合开关，通电一段时间后，观察到与左边容器相通的U形管液面的高度差大。
【实验结论】在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。

跟踪训练1 小明用如图所示的装置(两个透明容器中密封着等量的空气)探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。
(1)U形管中液面高度变化主要是由(选填“液体”或“气体”)热胀冷缩引起的。
(2)图甲能探究电流通过导体产生的热量与(选填“电压”“电流”或“电阻”)的关系。
(3)图乙中,右侧容器外部的电阻丝的作用是使左右容器内电阻丝的不相等。若图乙中右侧容器中电阻丝的电阻为10$\Omega$,则相同时间内乙图中左右两侧容器中电阻丝产生的热量之比为。
(4)因为电流产生的热量不易直接测量,所以实验中是通过U形管中液面高度的变化来反映容器内空气温度的变化的,这里采用的物理研究方法是。

(1) 气体
(2) 电阻
(3) 电流 2:1
(4) 转换法
解析 (1)(2)题图甲中两个透明容器中封闭着等量的空气,加热后空气膨胀使得U形管中液面高度发生变化,串联电路控制电流和通电时间相同,电阻不同,探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。(3)题图乙右侧容器内的电阻丝与外面的电阻丝的电阻相等,根据并联电阻的分流规律,内外两支路的电流相等,并联电路与左侧串联,通过左侧容器中电阻丝的电流为干路电流,因而通过左侧容器中电阻丝的电流是通过右侧容器中电阻丝的电流的2倍,而左侧电阻是右侧的一半,根据$Q=I^2Rt$可知,左右两侧容器中电阻丝产生的热量之比为2:1。(4)将电流通过电阻丝产生热量的多少通过U形管中液面高度的变化显示出来,运用了转换法。