水果電池及其改進的研究報告

時間：2022-10-07 01:32:43 報告我要投稿

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水果電池及其改進的研究報告

　　【摘要】為了研究影響水果電池的電壓、功率的因素。我們進行了多次酸堿度不同、兩極金屬不同，水果不同、兩金屬片之間距離的實驗，最終確定了一定的規律，具體情況如下。

水果電池及其改進的研究報告

　　【關鍵詞】水果電池改進

　　一、引言

　　21世紀是一個能源缺乏的時代。電能作為一種能源，開發前景不可估量。并且在日常生活中，電池的使用頻率非常高，而我們通過上網查詢得知，一粒紐扣電池，能污染600立方米的水。我們便想到能否對電池進行改進，減少其對環境的污染呢？一系列關于電池的問題的提出，促使我們開展了這次研究性學習。雖然這些問題可能網上可以找到答案，但如果是自己研究出來的，那意義就不同了。

　　二、研究方法和研究過程

　　1、用不同的水果和相同的兩種金屬片：我們通過用不同的水果和相同的兩種金屬片測出電壓值，控制變量，就可以得出哪一種水果的發電能力最強。我們先把所有的水果都切成兩半，用精密pH試紙測出各個水果的pH值。然后，我們將兩種金屬片切割成形狀、大小都相等的金屬片，并在金屬片的中間位置畫一條線，確保每一次金屬片與水果的接觸面積是相同的。為了減少誤差，我們在每做完一個水果的實驗后，都把金屬片清洗一次，考慮到有可能會不能清洗得完全干凈，金屬片仍有發電能力，所以我們在清洗完金屬片后又將金屬片首尾相接，形成回路迅速消耗其電能，從而消除其對下一次實驗的影響。經過一系列的實驗我們最總得出這么多種的水果中，檸檬的發電能力最強。

　　2、用檸檬和不同的金屬片組合進行實驗：我們通過用檸檬和不同的金屬片組合進行實驗，控制變量，從而得出哪兩種金屬片組合產生的電子最多，我們分別用了銅、鋅、鐵等金屬進行組合，進行完一組實驗后又按照上面的方法處理。最后得出銅作正極，鋅作負極最佳。

　　3、用橙、銅鋅金屬片組合，調整兩金屬片的插入深度：由于實驗中檸檬的數量不足和檸檬過小，金屬片容易洞穿檸檬，所以我們不選擇檸檬來進行后續實驗，而是采用橙來進行后續實驗。經過實驗后我們得出結果，金屬片插入深度越大，與水果的接觸面積越大，水果電池的發電能力越強。

　　4、用橙、銅鋅金屬片組合，調整兩金屬片之間距離進行實驗：在實驗中我

　　們又發現了新的問題——兩金屬片之間的距離有可能會影響水果電池的發電能力。由于實驗中檸檬的數量不足和檸檬過小取得的距離不夠大，實驗結果差異不夠明顯，經過一番考慮后，我們決定用橙來完成實驗。我們以厘米為一單位，分別進行了1cm、2cm、3cm的實驗，最后得出水果電池的發電能力并不是呈正比例關系，距離過大與過小都會減弱水果電池的發電能力，取2cm的發電能力最強。

　　三、測量數據

　　四、數據分析與討論

　　1、水果種類對電壓的影響

　　由表-1數據中可以得知在其他條件（包括pH值）相同的情況下，不同種類的水果電壓不同，要提高水果電池的效能就應該選取合適的水果。

　　2、pH對電壓的影響

　　由表-2數據中可以得知隨著pH值得下降，水果電池的電壓越高，也就是發電能力越強，要提高水果電池的效能就應該在選取水果時就應該要選取pH值盡可能小的水果。

　　3、兩極金屬片對電壓的影響

　　從表-3數據中可以看出同一種水果時，銅鋅兩種金屬組合時的電壓最高，從網上搜索的資料說：水果電池的兩種金屬片的電化學活性是不一樣的，其中更活潑的那邊的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子，由于產生了正電荷，整個系統需要保持穩定。而銅鋅兩種金屬是所選取的金屬中活潑性差異最大的，所以可以推論，水果電池的電壓與活潑性差異成正比關系。

　　4、金屬片與水果的接觸面積對電壓的影響

　　從表-4數據中可以看出同一個水果，金屬片與水果的接觸面積越是大那么它的電壓就越高，從水果電池原理可以得出，由于是由更活潑的那邊的金屬片能置換出水果中的酸性物質的氫離子，由于產生了正電荷，整個系統需要保持穩定，

　　產生電流，所以接觸面積越大，置換的速率就越快，電壓就越高。

　　5、兩金屬片之間的距離對電壓的影響

　　由表-5數據中可以得知距離過大與過小都會減弱水果電池的發電能力，當其他條件不變時，水果電池的發電能力與兩金屬片之間的距離呈負相關，所以兩金屬片之間距離應盡可能小。

　　五、補充實驗

　　我們經過一番思考后認為，水果中的果肉有可能會降低水果的發電能力。所以我們進又行了后續的實驗。經過討論后，我們覺得應該再做一個補充實驗。實驗：

　　1、先把檸檬榨成檸檬汁，然后把濾紙放在漏斗中，將檸檬汁進行過濾，濾去果汁中的殘余果肉。

　　2、把萬用表接在銅鋅兩塊金屬片上，將檸檬汁倒入預制容器中，移動兩塊金屬片，使其距離盡可能小，但不接觸。

　　3、把金屬片盡可能全部浸入檸檬汁中，使接觸面積達到最大化。 4、待萬用表示數穩定時，讀數為1.03V，發電能力得到較大提高。

　　六、實驗成果及未解決問題

　　1、達到預期目標，已將水果電池電壓提高至1.03V（>1V）。 2、組員更加了解水果電池。