水果電池電量大小的影響因素指導(dǎo)老師:蔣淵

學(xué)校：北京師范大學(xué)萬寧附屬中學(xué)結(jié)題報告水果電池電量大小的影響因素1課題:水果電池電量大小的影響因素班級：高一（7）班指導(dǎo)老師：蔣淵課題組長：張志偉課題組成員：陳郅、古華昌、黃天放、吳鐘文、李德高、陳文偉、張志偉、黃彩虹與課題相關(guān)的學(xué)科：化學(xué)、物理課題:水果電池電量大小的影響因素2課題背景我們曾經(jīng)在課堂上聽老師提起過水果電池，而水果電池的原理跟我們剛學(xué)的氧化還原反應(yīng)有密切的聯(lián)系。于是我們對水果電池產(chǎn)生了濃厚的興趣。我們通過詢問老師和查找相關(guān)資料，初步了解了水果電池的原理。但影響水果電池電量大小的因素究竟有哪些呢？于是我們開始了關(guān)于水果電池的研究課題背景我們曾經(jīng)在課堂上聽老師提起過水果電池，3

中國物流與采購聯(lián)合會副會長丁俊發(fā)說：“國外農(nóng)產(chǎn)品運輸?shù)膿p耗率在3%，我國企業(yè)的農(nóng)產(chǎn)品損耗率在15%-20%，甚至達(dá)到30%，我們一年僅水果大概要損耗8000萬噸”中國物流與采購聯(lián)合會副會長丁俊發(fā)說：“國外農(nóng)產(chǎn)品運輸4

其他能源傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有近70%要消耗在鍋爐和汽輪發(fā)電機這些龐大的設(shè)備上，而且燃燒時還會排放大量的有害物質(zhì)。而燃料電池發(fā)電的過程，是將燃料的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換為電能，不需要燃燒，沒有轉(zhuǎn)動部件，理論上能量轉(zhuǎn)換率為100%，裝置無論大小，實際發(fā)電效率可達(dá)20%-30%，同時還可以實現(xiàn)直接安裝在企業(yè)，飯店，賓館，家庭里，沒有輸電和輸熱損失，綜合能源效率可達(dá)80%.其他能源傳統(tǒng)的火力發(fā)電站的燃燒能量大約有近705課題的目的與意義研究目的：探究水果電池電量的影響因素；研究意義：這次活動讓我們掌握了探究實驗的基本方法，從而提高了我們的探究能力；初步了解了原電池的工作原理，為今后化學(xué)反應(yīng)原理學(xué)習(xí)打下基礎(chǔ)；還從中鍛煉了我們的團隊精神.課題的目的與意義6【原理簡介】

電極反應(yīng)式如下:

負(fù)極:Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）

正極:2H++2e-=H2↑（還原反應(yīng)）

鋅片上的鋅(Zn)原子氧化后放出兩個電子而成為鋅離子(Zn2+)溶于溶液中，而這些電子經(jīng)過外電路到達(dá)正極，溶液中的2個氫離子(H+)因獲得1個電子而產(chǎn)生氫氣(H2)。原理圖

水果（蘋果、橙子和西紅柿等）中含有大量的水果酸（C6H8O6

維生素C），是一種很好的電解質(zhì)。因其解離產(chǎn)生氫離子(H+)與金屬反應(yīng)發(fā)生置換作用，如果在水果中插入兩個電極，就會象化學(xué)電池一樣能產(chǎn)生出電流，所以水果電池屬于“置換電池”?！驹砗喗椤?/p>

電極反應(yīng)式如下:

7CuZn---Zn2+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e－=H2↑

氧化反應(yīng)還原反應(yīng)負(fù)極正極電子沿導(dǎo)線傳遞，產(chǎn)生電流陽離子陰離子正極負(fù)極SO42-原電池工作原理CuZn---Zn2+H+Zn－2e－=Zn2+2H++2e8活動時間活動內(nèi)容活動方式2013.11-2013.12在老師的指導(dǎo)下選題以及定課題；開題報告表的填寫、開題課件的制作以及答辯等在老師幫助下選擇好課題2013.12-2014.01撰寫開題報告、制定方案

收集資料、制定方案

2014.01-2014.02實驗

在暑假期間集中組員完成實驗

2014.02-2014.04

結(jié)題、成果展示、論文,開題報告的書寫以及答辯整理好要上傳的文檔并成功上傳

一、活動時間活動過程活動時間活動內(nèi)容活動方式2013.11-2013.12在老師9

張志偉、李德高:基礎(chǔ)信息平臺文檔的相關(guān)上傳、制作PPT;吳鐘文:查詢所需的資料

;陳文偉:準(zhǔn)備實驗所需的實驗器材

;黃彩虹、古華昌

:編寫實驗報告，撰寫論文；

黃天放:做實驗，記下相關(guān)資料（圖片及視

頻）;陳郅:做實驗，記錄實驗過程。

【任務(wù)分工】

張志偉、李德高:基礎(chǔ)信息平臺文檔的相關(guān)上傳、制作PPT10實驗方案水果（梨子、蘋果等）電流表、若干跟導(dǎo)線、若干個金屬電極（Cu、Zn、Fe、Al、砂紙、鉛筆直尺、小刀。1.【實驗器材】：實驗方案水果（梨子、蘋果等）電流表、若干跟導(dǎo)線、若干11【實施過程】探究一.水果電池的電流跟水果種類的關(guān)系；探究二.水果電池的電流跟電極種類的關(guān)系；探究三.水果電池的電流跟電極插入它的深度的關(guān)系；探究四.水果電池的電流跟電極之間的距離的關(guān)系。【實施過程】探究一.水果電池的電流跟水果種類的關(guān)系；122.【實驗步驟】：探究一、保證電極的種類，電極插入深度，電極之間的距離保持不變，只改變水果的種類（檸檬、梨子、蘋果、西紅柿），觀察電表的示數(shù)；探究二、保證水果種類，插入深度，距離不變，只改變電極種類（鐵鋁，銅鋅），觀察電表的示數(shù)；探究三、保證水果種類，電極種類，距離不變，只改變插入深度（1cm、2cm、3cm）,觀察電表的示數(shù)；探究四、保證水果之類，電極種類，插入深度不變，只改變電極之間的距離（2cm、3cm、4cm）觀察電表的示數(shù)。3.【得出結(jié)論，驗證假設(shè)是否成立】。水果電池電量大小的影響因素結(jié)題報告ppt課件131.保證水果種類，插入深度，距離不變，只改變電極種類（銅鋅、鐵鋁），實驗數(shù)據(jù)如觀察電流表的示數(shù)表一探究一1.保證水果種類，插入深度，距離不變，只改變電極種類（銅鋅、14數(shù)據(jù)分析

由實驗一的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)水果種類、兩電極之間的距離、電極插入深度都相同時，不同種電極搭配所產(chǎn)生的電壓不同，產(chǎn)生電流的大小由大到小依次是：銅鋅、鐵鋁。

理論依據(jù)：金屬越活潑，和水果內(nèi)的酸反應(yīng)地越快速，產(chǎn)生電流越大。實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流1蘋果銅鋅3cm2cm0.41A2蘋果鐵鋁3cm2cm0.32A表一數(shù)據(jù)分析實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流115保證電極的種類，電極插入深度，電極之間的距離保持不變，只改變水果的種類（檸檬、梨子、蘋果、西紅柿）觀察電流表的示數(shù)，實驗數(shù)據(jù)如表二探究二保證電極的種類，電極插入深度，電極之間的距離保持16數(shù)據(jù)分析

由實驗二的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)兩電極之間的距離、電極插入深度和電極種類都相同時，不同種水果產(chǎn)生的電壓、電流不同，產(chǎn)生電壓的大小由大到小依次是：檸檬、梨子、蘋果。理論依據(jù)：能夠做電解液的是酸、堿、鹽的水溶液，所以水果中含酸的濃度越高，產(chǎn)生的電壓就越大。實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流1檸檬銅鋅3cm2cm0.82A2梨子銅鋅3cm2cm0.38A3蘋果銅鋅3cm2cm0.42A4西紅柿銅鋅3cm2cm0.45A

表二數(shù)據(jù)分析實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流17保證水果種類，電極種類，距離不變，只改變插入深度（1cm,2cm,3cm）,實驗數(shù)據(jù)如觀察電流表的示數(shù)表三探究三保證水果種類，電極種類，距離不變，只改變插入深18數(shù)據(jù)分析

由實驗三的數(shù)據(jù)可知，兩電極間的距離一定時，電極插入的深度越深，產(chǎn)生的電壓越大。

理論依據(jù)：電極插入的越深，與水果的接觸面積就越大，可以吸引電荷的面積就越大，對電荷的吸引力變大，所吸引的電荷數(shù)就越多，所以電壓就越大。實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流1蘋果銅鋅3cm1cm0.27A2蘋果銅鋅3cm2cm0.39A3蘋果銅鋅3cm3cm0.42A

表三數(shù)據(jù)分析實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流119

保證水果之類，電極種類，插入深度不變，只改變電極之間的距離（2cm,3cm,4cm）實驗數(shù)據(jù)如觀察電流表的示數(shù)表四實驗序號水果種類電極種類距離插入深度電流1蘋果銅鋅2cm2cm0.42A2蘋果銅鋅3cm2cm0.40A3蘋果銅鋅4cm2cm0.35A表四

探究四保證水果之類，電極種類，插入深度不變，只改變20

由實驗四的數(shù)據(jù)可知，電極插入的深度一定時，兩電極間的距離越大，產(chǎn)生的電壓越小。

理論依據(jù)：電極吸引電荷的能力（或者說電級對電荷的控制力）是一定的，兩電極之間的距離越大，電極對電荷的吸引力就越小，所吸引的電荷數(shù)就越少，所以電壓就越小。另外兩電極之間的距離越大，正電荷與電子相互移動的阻力就越大，移動的速度就越慢，所以電流就越小。數(shù)據(jù)分析由實驗四的數(shù)據(jù)可知，電極插入的深度一定時，兩21【實驗總結(jié)】

通過這次試驗，我們充分的感受到了集體團結(jié)的重要性，我們大家在這次活動中互幫互助，分工明確，通過大家一起的努力，終于，這次研究性實驗我們很成功的完成了，我們也都明白了關(guān)于水果電池的原理，以及對于他我們所不懂得方面也得到了充分的驗證，也提高了我們的動手能力和思考能力，我希望下次還能有這樣的機會，培養(yǎng)我們的動手能力，是我們的生活更加豐富。【實驗總結(jié)】通過這次試驗，我們充分的感受到了集22【遇到的困難】1.水果電池的實質(zhì)就是原電池，而原電池是必修二才學(xué)習(xí)的內(nèi)容，所以我們對其原理的理解還不是很透徹；2.在研究的過程中，受到材料、資料、儀