用伏安法测水果电池的电动势和内阻-物理-江苏省中小学教学研究室.docVIP

水果电池的电动势和内阻是多少？ 罗志恒 （江苏省苏州第十中学 江苏 苏州 215006） 文章摘要：用番茄、苹果、土豆、铜片和锌片制作水果电池，利用改装的电压表和电流表根据伏安法测出水果电池的电动势和内阻。 关键词：水果电池、伏安法、电动势、内阻 苏科版（九年级上）物理教材在《第十三章电路初探》中，安排了“自制水果电池”的小实验，很多初中学生在教师的指导下亲自动手做了各种水果电池，并且也初步探究了水果电池的电压和哪些因素有关。 到了高中物理的电学部分，学生学习闭合电路欧姆定律，对电源的电动势和内阻有了一个初步的认识。在学生实验中，教材安排了测定电源的电动势和内阻的实验，这是一个很重要的实验，常见的实验方法有伏安法。 初、高中物理知识是有联系的，它们之间是一个螺旋上升的过程。高中学生对水果电池的认识还停留在初中定性的层面上，能否根据目前他们所学的知识，让他们对水果电池有一个更深入的定量的认识呢？对此，笔者进行了一些研究。 一、制作水果电池： 准备两个番茄、两个苹果、两个土豆，一块锌片和一块铜片，用砂纸把锌片和铜片磨光，然后平行地插入水果中，这样就制成了水果电池，铜片和锌片就是水果电池的正极和负极，如下图所示。 二、用伏安法测水果电池的电动势和内阻： 1、实验器材：两个番茄电池、两个苹果电池、两个土豆电池、电阻箱、由G表改装的电压表（量程为2.5V）、由G表改装的电流表（量程为500μΑ）、电键、导线若干 2、实验电路： 3、实验数据： 分别将上述6个水果电池接入电路中，闭合电键，调节电阻箱的电阻值，记录下电压表和电流表中的读数。 （1）蕃茄电池： 电阻箱的电阻值（Ω） 电压U（V） 电流I（μΑ） 9000 0.6125 290 8000 0.6000 315 7000 0.5975 350 6500 0.5875 375 6000 0.5750 400 5500 0.5700 440 5000 0.5625 460 4900 0.5500 495 表1-1 电阻箱的电阻值（Ω） 电压U（V） 电流I（μΑ） 9000 0.7375 350 8800 0.7345 355 8500 0.7300 365 8000 0.7250 390 7500 0.7125 405 7000 0.7000 440 6500 0.6750 460 6000 0.6625 495 表1-2 （2）苹果电池： 电阻箱的电阻值（Ω） 电压U（V） 电流I（μΑ） 9500 0.5500 250 9000 0.5400 260 8500 0.5320 290 8000 0.5250 300 7500 0.5125 320 7000 0.5000 345 6500 0.4950 355 6000 0.4875 375 5500 0.4800 405 5000 0.4750 430 表1-3 电阻箱的电阻值（Ω） 电压U（V） 电流I（μΑ） 9500 0.5875 260 9000 0.5815 290 8500 0.5750 300 8000 0.5625 315 7500 0.5600 330 7000 0.5570 350 6500 0.5465 365 6000 0.5250 395 5500 0.5165 415 5000 0.5125 450 表1-4 （3）土豆电池： 电阻箱的电阻值（Ω） 电压U（V） 电流I（μΑ） 9500 0.6250 260 9000 0.6100 285 8500 0.5875 300 8000 0.5750 310 7500 0.5575 340 7000 0.5375 345 6500 0.5300 380 6000 0.5250 400 5500 0.5200 435 5000 0.5145 460 表1-5 电阻箱的电阻值（Ω） 电压U（V） 电流I（μΑ） 9000 0.6325 300 8500 0.6250 310 8000 0.6170 330 7500 0.6100 355 7000 0.6040 370 6500 0.6025 400 6000 0.5980 425 5500 0.5875 455 5000 0.5680 495 表1-6 4、数据分析： 上述表中电压表测的是路端电压，电流表测的是干路电流，利用Excel绘制U-I图象。 电流I（Α） 电压U（V） 0.000290 0.6125 0.000315 0.6000 0.000350 0.5975 0.000375 0.5875 0.000400 0.5750 0.000440 0.5700 0