Question

14．物理興趣小組在“探究水果電池電壓”的實驗中：小明用銅片和鋅片作為電極插入較小的檸檬制成了一個水果電池，如圖所示．小華用銅片和鋁片插入較大的檸檬也制成了一個水果電池．他們分別連通相同的音樂芯片，小華比小明的芯片聲音要響一些．由此他們作出如下猜想：
猜想一：水果電池電壓可能與水果的大小有關；
猜想二：水果電池電壓可能與電極的材料有關；
猜想三：…
猜想四：…
（1）為了驗證猜想一，小明用同一個檸檬制成水果電池，沿著電極插入的方向不斷慢慢地切去外側的部分檸檬，分別測出電壓，如表一所示：分析表一中數據，說明猜想一是錯誤（選填：“正確”或“/錯誤”）的．
表一                                         

檸檬大小	一個	大半個	半個	小半個
電壓U/V	0.80	0.80	0.80	0.80

表二

電極材料	銅和鋅	銅和鋁	銅和鐵
電壓U/V	0.880	0.60	0.46

（2）為了驗證猜想二，小華用銅片作為電池的正極，分別用外形相同的鋅、鋁、鐵等金屬片作為電池的負極，將金屬片電極插入某一檸檬，并保持兩金屬片間的距離和插入深度相同，分別測出兩金屬片間電壓，如表二所示，分析表中數據，得到的結論是水果電池電壓與電極的材料有關．
（3）小華選用表二中銅和鋅制成的檸檬電池用力壓在桌面上滾了幾下，其它條件不變時，測得兩極間電壓達到1.0V，據此請你提出一個有價值、可探究的問題：水果電池的電壓可能與水果的軟硬度有關；
（4）小陽同學在實驗中用銅片和鋅片插入檸檬中做成一個水果電池，可以使一個發光二極管發光．那么銅片和鋅片哪個是檸檬電池的正極呢？現有上述檸檬電池、發光二極管（具有單向導電性）、開關各一個，導線若干，請你設計一個實驗，并簡要說明如何確定檸檬電池的正極．（可畫圖輔助說明）

Answer 1

分析 （1）根據猜想，水果電池電壓與多個因素有關，探究過程中應用到控制變量法．分析表格中數據可得結論；
（2）除了猜想的因素外，水果電池電壓與兩電極間的距離、電極插入水果的深度可能有關；分析表格數據可得結論；
（3）將檸檬壓在桌面上滾了幾下，檸檬會變軟，由此提出可探究的問題；
（4）根據發光二極管的單向導電性判斷檸檬電池的正負極．

解答 解：（1）小明用同一個檸檬制成水果電池，沿著電極插入的方向不斷慢慢地切去外側的部分檸檬，這樣就控制了電極材料，
通過表一中的數據可知，水果大小變化后，電壓表的示數不變，可得結論：水果電池電壓與水果大小無關．即猜想一錯誤；
（2）除了猜想的因素外，水果電池電壓與兩電極間的距離、電極插入水果的深度可能有關．將金屬片電極插入檸檬時還要保持插入深度和距離；
由表格二數據，銅與不同金屬做電極時，電壓表示數不同，說明水果電池電壓與電極的材料有關；
（3）將檸檬壓在桌面上滾動后，檸檬會變軟，測出電壓不同，由此提出的探究問題：水果電池的電壓可能與水果的軟硬度有關；
（4）如下圖連接電路，閉合開關，如果二極管發光，則電源左端為檸檬電池的正極；如果不發光，則右端為檸檬電池的正極．

故答案為：（1）錯誤；
（2）電極間距離；插入深度；水果電池電壓與電極的材料有關；
（3）水果電池的電壓可能與水果的軟硬度有關；
（4）如上圖連接電路，閉合開關，如果二極管發光，則電源左端為檸檬電池的正極；如果不發光，則右端為檸檬電池的正極．

點評 本題探究探究水果電池電壓，主要考查控制變量法的具體運用，引導學生注意聯系身邊實際，激發學習興趣．