水果电池的实验探究

3卷1 8第期 020 9年 8月物

理

教学

V Io .3 l o .N8 Aug 2 0.09

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果水池的实验探电究李茂 (祁门一中徽安 4 526 0 0 )1选择佳最电极材的料探实验

究高中物人理版选教修3 1第—二章定恒电流中的闭合路欧电姆定律是教学中的重和难点点，教学保持极板间之的距离为 1 5. cm,极的板有效面 为 4积. 5 c。m,用选不的金属同材作电极。料铁一 铁锌一铜锌 铜铝一一铜

中必做好电须内阻分组实验。池在个这实验中教科书中提到了种方案，两一种用是干池电，另一种是用马铃薯西红柿等自制水果池电。其中干电池的实验较稳比定 而用水果，电实池变验化丰，富进行探究有更思。意短路开路短路 路开短路 路开短路 开路电路电压电路 压电电路 电压电路电压J( “) A【,( V) J (“ A )U () V ( uA) (U V )丁( uA )( UV )

者根据高中物理笔人版教选修 —13科教提书供的方法进行实验实，验显示铃薯水马果电源电动势比较，低内变化阻较大，无完法成教材要求的学生组分实验为此。, 对实验该进行了改进拓和。根展

苹果 6 0 0 .55 7 0 .0 6 O 12 5 0 . 95 90 . 605 梨 3 o .04 0 40 .05 0 9 0 o . 9 0 2 o o 2. 0

萝菠 1 40 .o5 5 9 o0. 4 5 22 0 1 .O 0 lO 0 O . 5 0橙2 0 0 o . 7 81 8 5 o .7 20 45 . O 1 5 1 70 o.7 5据新课标准提程倡科学探 究精神结，合新课探究程念，理本文“就水果电池的实验 究探”中的材料、 理、原方案、实验行了进思。反一

蕃茄 2 10 0 .5 5 1 01 o . 3 6 19 O o . 70 1 O O o 3. 0

一铜锌作电极效果最 好，后是然一铝铜、铁一

,铜一锌铁效果的差最。从金属活动序来顺看，差相越远金的属合产组生较大的电强流度结论。:两 电极材的料活性差越异大， 所制

成的果电池效果水越好。

、

验实的目水果(苹果橙、、子橘、西红柿等)中含大量有的

水酸，果是一很好种的电解质将，用不同金属材料做成电极的入插水果中， 用导线将同不极与电电流表相连,就会使电流表 指偏转针，证明有电流 通过。 本实验首先选出使能水电果池动势较电大的金属材料作电为材料极，后然通过探选究出电动势较大且 阻电较小水的果电做源，最后讨论学生分实组验方。法 二、验器实材选2择佳最水作电池果探的实验究保持板极之间的距离为1 . 5 c,极m板的有效面积为 .45 c m。, 一锌作铜极电选，不同用的水果作电池。

水果类种苹果梨菠 萝蕃茄橙土豆

短路流电 J 1 2 ￣ 5, 9 OA以 Z o￣ A Z2 4 5u A 19 0, u A 1 7 0/￣ A 路电开压 U 1 . O 0 y 0. 9 0 V 1 .0 V0 1 . O5 V 0 .7 0V 0 . 9 0V

1仪和器材

数料字型万用电表 J、O 4 5 1电型流表 (量程 2 0 0 /￣A,内 8阻7 81 ) f果(苹果水、梨、菠萝、橙、蕃茄

果水池的电动电势与水果的种类、成熟程度、电

极间的距 、电极离材料因等都素关，有水果越多越汁熟压值电越高，本实 中橙验子 的电压最高，电流最大。 、等),阻箱电( O一9 9 99f D,鳄鱼带夹导的线若干、 规不同的铜格片铁片、、片铝、锌片若干、砂纸一张。2注意项事3选择极的最电佳度深取同铜一片和锌片，不按同的离插入距水果， 并将所选出来水果的开切，在上其划几，以刀增加其电性。将导选所的属金片表面的化氧层去磨。水果电池不稳定，很容易化极，因此电池电动势 会 E显明下降内阻， r会明显增大，因此，实验读电中表快要，每次完立即断读电。三、实验过程 26, 保持两极板与水果的接面触积为 . 5 4c m, 行实进验并录数记据。板间1 .5 cm 2 c m c3m

距离J工(l A) L, ( V) J( u )A , L( V) J (“ ) AU (V

苹)果

2 000 .15 1 7 O

0 1 .

1 00

0 .0 4

梨90

.O1

8O

0. O 9

5 0

0 . 06上S J

菠萝橙

200 2 0 0 0 1. 6 0 2.1 1 3O l8

0 O.1 4 0. 1 8

8O i 00 0. 14 0. 2 51 00/ ///茄蕃2 5 0

0 . 2 5 l 8 O0. 1 51 O3

O.1 2一一

/在极板问的距离定一，铜时片和锌插入片水 深果越大度电流越小。而在有效积面一定时 ,板距间

,/

O

. 2-一一3 _一7.

一 54 -一 -一…89 l一 (m A-/

越离大，其 间的果就越汁多，碍阻电子定移向的动能力越就大即，内越阻大，所以流电也随减之少。 4选择电极的最面积佳4 . c5 mz 7 . 5 c zm

-25 00 /// //

5-0 00图2

有效面积(￡‘ ) A【,( V)根图像据由闭合路电欧姆定律E= J ( R+r) ,得O .

苹果6梨

10 020 0O . 1 8 0. 4 350 04 0

R一~孚 r,延长线与纵图相轴交距截定该水确果电池内的阻为5 00 0 f 2;图线斜率的物意理义为/ e— _-

0 . 5 8

菠萝橙6 00 5 0 0

.0 5 0 6.5

1 00 055 0 0 . 7一

0 .7 Ii 2U 21 1 U— :—E=:== 1 .0 . U V:V蕃茄25 0 O . Z 5 30 0 0

O . 81△ (÷ 即为水)果池电的动电。势五、论结与讨论在两极板间的距离一定 ,时片和铜片与锌水果的接触面越大流电越大这。是因为，随着效有积

的增面大 ,池的电阻内减小，自电由荷向移动定的横 截面增积大，所以电流也随之增大。、四水电池分果实组探究验本实验的探材究随处料见可，学很感兴趣生，但要研究做得位到并容不。易果水电池的究探涉到及电、学化学、物生学知识等，整个究包含探观、察猜 、设计测实验、分析、、讨论和交流 活等。动实验完,毕经讨论得后以下出论结：水果电池的电动势与水 果种的

类、成熟程度、电极问的距离、面积、电极材料从实验观察可 知第一：,电极插刚入水果中时，

间瞬电压较大，然慢后慢减少某一到个值，但并不稳定，仍然有一的减小定迹象这。说明水果面里的电解质易容化极，电压很不稳，定当电流越大时极越化严重。第二，水电果池内有阻，电且很而大。基于以

等因素都有关。即果水酸碱度越高 、越多汁、越成熟，电压值越高；两电极料材间距离的越近 (但 不能触 ),接面积越大，电值越压大；电极材料的动活性相差越大 电，源的 电势动越。大、

两个上原因实和记验可知：录负当电载较阻时小开，路压电与电源电动势差相较，大负载电阻较大时，误差较小。因此在生学分组实验中我选用们如下实验

方来案探究水电池果的电动势和内阻 。1实验原理

果电池水实验不但用于演实示验，也可用于学生 验实和探 究实;验仅不可以进行常规学探教究，还可以进一图 3设闭合电路中的电流为J, 外电阻为，R内阻为r,根据

欧姆定律可知： E I=+ I R,r改变外电阻 R可得 多到组 J、 r,人代公式得多组 E可 r的、数值用，像法求图得、Er。 2验实记录

步作深探究入，如例：1 .用不更泼活的银片代替铜片作正极的效果图 可能会更好 。 2 .可以将多个水果电池进行“并”联或“联”串， 测其电定流和动势电。 3.水果可榨 汁成，配成不同的浓，还可度通以深过入研究的找到更好配比及更好以的温度件。条 4 .尝利试用活生中的 E LD灯使，用水果电池它让光发等等。电阻 箱 R( )0 l 5 o0 10 0 0 1 5 0 0 20 0 0 2 5 00 电I流表示数 J ( A )I 8 12 1 6 175 3 l 4 3 13 3根据 表中据数，坐标在图中出该画实验的 R一

{系关图像图(2 。)