内容正文:
跨学科实践 调查电池的发展并制作水果电池
第十三章 简单电路
1. 小尧自制“伏打电堆”连接了如图所示电路,闭合开关,小灯泡发光,电压表指针右偏,金属B是电源的 正 极,“伏打电堆”工作时是将 化学 能转化为 电 能;闭合开关后,若灯泡断路,电压表 有 (有/无)示数。
正
化学
电
有
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2. 如图甲,两种金属丝形成闭合回路,触头1置于冰水中,触头2置于热水中,回路中就会有电流通过,电流表指针向右偏转,这是温差电现象,这种电路叫热电偶。实验表明:热电偶电路中电流的大小跟相互连接的两种金属丝的材料有关;跟触头1和2间的温度差的大小有关,温度差越大,回路电流越大。请回答下列问题:
1
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(1) 此过程中 内 能转化为 电 能。铁丝中电流的方向 由a至b (由a至b/由b至a)。
内
电
由a至b
(2) 其他条件不变,用酒精灯替代热水加热,如图乙所示,稳定后,电路电流 变大 ;其他条件不变,只将铁丝换成铜丝,电路电流 变为零 。(变大/不变/变小/变为零)
(3) 热电偶电路可以把温度信号换成电信号,利用这种性质可以把热电偶做成 温度计 (写出一种应用)。
变大
变为零
温
度计
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3. 某校研究性学习小组的同学,在网上浏览到一条信息:“微生物燃料电池”能利用土壤中的电解质获得电能,供给某种灯发光,如图甲所示,受此启发,他们用潮湿的土壤、铜片、锌片等制成了一个“土壤电池”,并测出有一定的电压,如图乙所示。那么“土壤电池电压的大小与哪些因素有关?”他们提出了以下猜想:
猜想1:可能与铜片、锌片插入土壤的深度有关。
猜想2:可能与插入土壤的铜片和锌片之间的距离有关。
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为了验证猜想1,他们先在金属片上每隔2cm作好标记,再将铜片、锌片插入土壤中,保持它们之间的距离不变,改变两金属片插入土壤的深度,并记录相应的电压值,实验数据如表:
铜片、锌片插入土壤的深度h/cm 2 4 6 8 10 12
电压表的示数U/V 0.6 0.61 0.63 0.66 0.69
(1) 请用笔画线代替导线完成图甲的实物连接。
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(2) 图乙是同学们最后一次测量时电压表的示数,读出电压值为 0.7 V。
(3) 请根据实验数据在图丙中作出图像。
(4) 分析以上数据和图像,可以得出的初步结论是 铜片和锌片之间距离一定时,土壤电池的电压随铜片和锌片插入土壤深度的增加而增大 (写出一条即可)。
(5) 他们利用以上装置验证猜想2时,实验中应控制 铜片和锌片插入土壤深度 不变,改变 铜片和锌片距离 ,并依次记录电压表的示数。
0.7
铜片和锌片之间距离一定时,
土壤电池的电压随铜片和锌片插入土壤深度的增加而增大
铜片和锌片插入土壤深度
铜片和锌片距离
1
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4
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4. (教材P79材料改编)如图甲,物理兴趣小组在“探究水果电池电压”的实验中,小明用铜片和锌片作为电极插入较小的柠檬制成了一个水果电池。小华用铜片和铝片插入较大的柠檬也制成了一个水果电池。
他们分别连通相同的LED灯都能发光,但亮度不同,由此他们作出如下猜想:
猜想一:水果电池电压可能与水果的大小有关。
猜想二:水果电池电压可能与电极的材料有关。
猜想三:……
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(1) 为了验证猜想一,小明用同一个柠檬制成水果电池,沿着电极插入的方向不断慢慢地切去外侧的部分柠檬,分别测出电压,如表一所示,分析表一中数据,说明猜想一是 错误 (正确/错误)的。
表 一
柠檬大小 一个 大半个 半个 小半个
电压U/V 0.80 0.80 0.80 0.80
错误
1
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(2) 为了验证猜想二,小华用铜片作为电池的正极,分别用外形相同的锌、铝、铁等金属片作为电池的负极,将金属片电极插入某一柠檬,并保持两金属片间的距离和插入深度相同,分别测出两金属片间电压,如表二所示,分析表中数据,得到的结论是水果电池电压与电极的材料 有关 (有关/无关)。
有关
表 二
电极材料 铜和锌 铜和铝 铜和铁
电压U/V 0.80 0.60 0.46
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(3) 爱研究的小涵等几名同学将铜片和锌片插入不同的水果中,比如苹果、橙子、柠檬、冬枣等,同时保持其他条件不变,观察LED灯都能发光,但电压表示数并不相同。在用橙子做电池时,用导线将电压表的两个接线柱分别连在铜片和锌片上,观察到电压表指针发生了偏转,如图乙所示。由此可知:锌片是橙子电池的 负 (正/负)极,橙子电池的电压为 0.6 V。在用苹果做电池时,他们发现电压表的示数只有0.3V。
负
0.6
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3
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