探究水果电池电压的影响因素.docxVIP

WORD格式 专业资料整理 探究水果电池电压的影响因素 【摘要】本论文属于研究型学习报告， 以中学化学中原电池的原理为 基础，设计了探究实验，该实验主要探究水果电池电压的影响因素。 分别从水果的种类，电极的材料，电极插入深度，电极之间的距离， 水果的成熟程度等几方面入手， 通过观察实验现象， 记录分析数据进 而得出结论。 【关键词】水果电池；电压；成熟程度；电极种类；电极间距；插入 深度 正文 【实验名称】探究水果电池电压的影响因素 【引言】 实验探究提出的背景 科学探究是高中化学新课程标准提倡的重要理念之一， 倡导学习 者主动参与，勤于动手，培养学习者搜集和处理信息、获取新知识、 ［1］ 分析和解决问题、交流与合作的能力 实验猜想 水果电池的电动势和电流强度可能与哪些因素有关？搜集资 料：在网上输入“水果发电”或“水果电池”，网上有关的资料主要 分成两类：一是直接用水果做电池装置。 另一类是利用腐烂的水果发 酵产生甲烷气体作燃料，建造发电站。例如： 澳大利亚科学家研究发 现：将香蕉放进密闭的容器里让它们腐烂，结果从中可得到甲烷 ，用 [2] 来发电。澳大利亚的蕉农再不必为卖不出去的香蕉发愁了！ 经查资料发现： 水果电池的电压跟电极种类有关 水果电池的电压跟电极插入它的深度有关 水果电池的电压跟电极之间的距离有关 水果电池的电压跟水果的种类有关 水果电池的电压跟水果的成熟程度有关 研究原理 3.1 化学原理——原电池原理： 将锌片和铜片用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸的烧杯中， 就构成了一个简单的原电池， 可以观察到电流表指针的偏转。 水果电池机理与原电池相似， 将金属性不同的电极材料 （或石墨）插入水果中，用导线将不同电极与电流表连结， 就会有电流表指针的偏转，证明有电流通过，但必须满足三个基本条件： 电极金属活动性不同。 电极材料应处在同一水果内，或水果之间有连结。 电路必须为一闭合回路。 3.2 生物学原理——果蔬材料内的物质及结构： 水果中含有大量糖类、蛋白质、生物酸等 电解质，往水果中插入 不同金属电极，它们之间会有电压，就形成水果电池。所有水果，甚 至一般的动、植物都含有电解质，都可做电池。 [3] 其实，电池发电的 原理是溶液里的离子和电子通过电极和电线在流动。 【实验目的】通过实验了解水果电池电压的影响因素 【实验指标】水果电池电压大小 【实验器材】水果（苹果、西红柿、桃子、香蕉），铜片、铁片、锌 片、石墨棒，导线（带鳄鱼夹） ，万用表（ 0-20V) ，刻度尺，水果刀， 砂纸。 【实验步骤】 实验前将苹果等水果切开，并在果肉划几刀，以增加导电性。每次 实验前必须用砂纸将镁条、 铝片、锌片和铜片表面的氧化膜打磨干净； 将万用表、导线串联，并将两个端点上接上电极； 选用正交表 L16(4 5) 进行实验安排（见表 1）。按照表 2 顺序，分别进行实验。 用刻度尺确定两电极之间的距离， 将两个电极插入实验水果中 （注意：用铅笔提前标好电极插入深度， 保证两个电极插入水果的深度一致），待万用表数据基本稳定后，读出电压值（实验 1-16 ，万用表调在 2000mV档，直接读数，填入表 3 中；方案 1 和方案 2 万用表调在 20V 档，读出的数据乘以 10 计为 mV，填入表 5 中； 分析实验数据，得出实验结论； 再进实验室，再次实验，确定最优方案。 【实验数据表】 表  1  因素水平表 序号  A  B  C  D  E 因素  电极种类  电极插入深度 （ cm） 电极之间的距离（  cm） 水果种类  水果成熟程度 水平  1  铁铜  1  2  西红柿  生 水平 2 锌铜 2 3 苹果 成熟 水平 3 铁石墨 3 4 桃子 部分腐烂 水平 4 锌石墨 4 5 香蕉 完全腐烂 表 2 实验计划表 所在列 A B C D E 指 因素 电极种类 电极插入 电极间的 水果种类 成熟程度 标 深度（ cm) 距离（ cm） 实验 1 水平 1（铁铜） 水平 1（1） 水平 1（ 2） 水平 1 水平 1（生 ) （西红柿） 实验 2 水平 1 水平 2（2） 水平 2（ 3） 水平 2（苹果） 水平 2( 成熟） 实验 3 水平 1 水平 3（3) 水平 3（ 4) 水平 3（桃子） 水平 3（部分腐烂） 实验 4 水平 1 水平 4（4） 水平 4（ 5） 水平 4（香蕉） 水平 4（完全腐烂） 实验 5 水平 2（锌铜 ) 水平 1 水平 2 水平 3 水平 4 实验 6 水平 2 水平 2 水平 1 水平 4 水平 3 实验 7 水平 2 水平 3 水平 4 水平 1 水平 2 实验 8 水平 2 水平 4 水平 3 水平 2 水平 1 实验