水果电池实验探究

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1、水果电池实验探究　　摘要：水果电池实质为原电池，利用水果汁液与插入极片反应在合闭电路中形成电流。本文将研究水果电池特性，包括影响水果电池电流的相关因素、水果电池的发电能力，从而得出水果电池优化设计、分析水果电池的实用性（重要的是能不能开发成科技馆的体验互动展品）。　　关键词：电池；控制变量；能量转换；电压电流　　DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.04.176　　0引言　　原理。水果电池就是原电池，就从原电池说起，原电池的构成条件：（1）有两种活泼的金属或一种金属与一种非金属作为电极；（2）电极均需插入电解质溶液；（3）具有导线相连组成的闭

2、合回路或具备化学能变成电能的条件。　　世界上最早的化学电池是意大利物理学家伏特设计并制成的。他把铜和锌作为两个电极插入食盐溶液中，制成了最简单的化学电池。　　用其他方法取代伏特电池，用水果代替其电解质，看看效果如何？　　选择水果电池背景：选择水果电池除了探究水果电池的特性及其实用性，更重要的是探究水果电池能否开发成为互动体验教育的科普展品。（1）兴趣方面，水果电池将有足够的吸引力。买水果做实验，其中买了一些很不新鲜，不像用来吃的。路人不解，我说做电池用，他们甚是惊奇：水果也能做电池？无论年龄大小、学历高低都表示很惊讶。（2）科学知识普及方面，有机电池属于亟待探索的新能源。水

3、果电池（就是有机电池的一种）蕴含化学知识（原电池原理），电学基础知识（电流的产生、常用电学元件的使用、简单电路的连接方法），能量转换知识（化学能转换成电能、电能转换成内能或动能）。（3）体验教育方面，水果电池实验较为简单安全性高，便于开展体验教育式。通过自己动手实验（制作水果电池、简单电路连接），测量数据，通过体验让人们自己当“科学家”，进行科学探索，自主学科学，体验科学探索的乐趣和成功的喜悦，真正理解“科学就在身边，我们都是科学家”。可以在体验中加上用水果电池点亮LED灯、带动小闹钟（自制小闹钟）等，增添了探索趣味性。　　研究方法：实验探究、控制变量法、多次测量求平均值　

4、　正文：　　1研究所需器材　　各种水果，大蒜，土豆，带鳄鱼夹的导线若干，各种金属（铜、锌等），碳棒，量筒，烧杯，榨汁机，锉刀，502胶水，胶带，电流表，电压表，小灯泡，音乐卡，小闹钟，小收音机，各种儿童玩具。　　2研究步骤　　（1）实验第一阶段：实验研究影响水果电池电压大小的因素，并总结得出最优质的水果电池。　　1）在两电极后端连上导线，它们相当于电源的正负极，并将导线接在电压表的正极和负极上。　　2）将电极插入水果中，最好在插口处填入一点去极剂（二氧化锰和炭粉各一半混合而成）可看到电压表的指针发生了偏转。记下电压表的值，换用电流表做实验，记下电流表的示数，并填写下表。　　

5、3）换用不同的电极材料重复上面的实验，记下电流表和电压表的值。　　4）换用不同的水果，重复上面的实验，记下电流表和电压表的值。　　5）比较各个值，判断水果电池电压的大小与什么因素有关，从而选出最好的水果电池。　　（2）实验第二阶段：观察水果电池对用电器的供电情况，找出增大水果电池电压的方法。将实验得出的最优质的水果电池连接到电路上，观察用电器的工作情况，根据实验现象找到改进实验的方法。　　1）从上一步骤中选出较优质的水果电池进行下面的实验。　　2）将所选的水果电池与用电器串联，观察用电器的使用情况。　　3）针对实验现象提出改正实验的措施。　　3数据记录及分析　　实验条件：在

6、室温24℃下进行实验，d表示两电极片间的距离，L表示极片的宽度，h表示极片插入的深度。　　表1：控制d，L，h，电极片的种类，水果的成熟度、新鲜度，改变水果的种类。d=1.00cm，L=0.50cm，h=1.00cm，电极片为铜-锌组合。　　实验小结：葡萄产生的电压较大，猕猴桃和柠檬产生的电流较大。　　表2：控制d，L，h，d=1.00cm，L=0.50cm，h=1.00cm，电极片为铜-锌组合。　　改变水果的成熟度、新鲜度以及将水果变成果汁。　　实验小结：同一种成熟的水果汁液越多，产生的电压越大，产生的电流明显增大。　　表3：控制d，L，h，水果：葡萄，d=1.00cm，

7、L=1.50cm，h=2.00cm（刻度尺为最小刻度为1mm）。改变电极片的种类。　　实验小结：两电极的活泼性差距越大产生的电压越大。　　表4：控制d，h，d=1.00cm，h=2.00cm，电极片为铜-锌组合，水果：葡萄汁。改变L。　　实验小结：L越大，产生的电压越大，电流增大和减小都有可能发生。　　表5：控制d，L，d=1.00cm，L=0.40cm，电极片为铜-锌组合，水果：葡萄，改变h。　　实验小结：h越大，产生的电压越大，电流也增大。　　表6：控制控制L，h，L=0.50cm，h=1.00cm，电极片为铜