水果電池電壓影響因素研究

摘 要：水果電池是利用日常生活中的物品來進行物理實驗的一個簡單實驗，文章從水果的種類、電極的種類、電極插入的深度、電極間的距離和水果的不同狀態(tài)等方面研究了它們對水果電池產(chǎn)生電壓的影響，總結(jié)出最佳方案。

關(guān)鍵詞：水果電池；電壓影響因素；研究

水果電池是一個非常簡單的實驗，通過這個實驗可以讓初學(xué)者感受物理的魅力，了解生活總處處都有物理現(xiàn)在。水果電池可以為用電器提供電壓，但是水果電池所提供的電壓并不相同，影響水果電池電壓的因素有很多，作者主要從水果的選擇、電極的選擇、電極插入的深度、兩電極之間的寬度等方面來研究。

實驗器材：（1）電壓表①；（2）導(dǎo)線；（3）水果（4種）。

1 不同水果對水果電池電壓的影響

利用相同的電極、電極之間具有相同的寬度l、插入相同的深度h，測量不同的水果所產(chǎn)生的電壓值，具體數(shù)值如表1所示。

從表1我們可以看出不同的水果制成的水果電池所產(chǎn)生的電壓是不相同的，其中蘋果所產(chǎn)生的電壓最高，馬鈴薯所產(chǎn)生的電壓最低。在實驗過程中應(yīng)使用產(chǎn)生電壓較高的水果制水果電池，如蘋果、奇異果等。

2 不同電極對水果電池電壓的影響

分別利用不同的金屬如銅棒、鐵棒、鋁棒、碳棒等和馬鈴薯制成一個水果電池，電極之間的寬度l=2cm，插入的深度h=2cm，測量利用不同電極制成的水果電池的電壓值，具體數(shù)值見表2。

由表2可以看出，采用不同金屬做電極，水果電池產(chǎn)生的電壓是不同的，利用鐵-碳做水果電池的電極所產(chǎn)生的電壓最高，可以達到1.13V，而利用鐵-鋁做電極產(chǎn)生的電壓最低，僅有0.33V，相差較大。因此，在實驗的過程中可以選鐵-碳做水果電池的電極。

3 電極插入不同的深度對水果電池電壓的影響

利用同種水果（馬鈴薯），同種電極（銅-鐵）制成水果電池，并且在測量過程中保證兩電極之間的距離l相等，將電極插入不同深度h，測量水果電池的電壓值。測量結(jié)果如表3所示。

從表3和圖1中我們可以看出，電極插入水果中越深，水果電池產(chǎn)生的電壓越高。隨著深度h的增大，電壓增加的越來越慢。

4 電極之間不同的距離對水果電池電壓的影響

利用馬鈴薯和銅-鐵電極制成水果電池，并且在測量過程中保證兩電極插入水果中的深度h相同，測量兩電極之間距離l不同的水果電池的電壓值。測量結(jié)果如表4所示。

可見，電極之間的距離不同，水果電池的電壓也不同。兩電極之間的距離l越大水果電池的電壓越低，兩電極之間的距離l越小水果電池的電壓越高。且隨著寬度l的增加水果電池的電壓降低得越慢。值得注意的是兩電極之間的距離太近可能會使電源短路。

5 水果的不同狀態(tài)對水果電池電壓的影響

水果處于不同狀態(tài)時，水果中的果汁的含量不同。在其他條件不變的情況下將奇異果搗成泥狀，分別測量奇異果和奇異果泥的電壓。測量結(jié)果如表5所示。

由表5可知，將奇異果搗成泥狀后利用相同的電極測量水果電池的電壓比未搗成泥狀的奇異果的電壓高。

通過實驗可知，水果電池的電壓主要和水果的選擇、電極的種類、電極插入的深度、電極之間的距離以及水果的狀態(tài)有關(guān)。因此在實驗過程中可以選擇蘋果、西紅柿、奇異果等多汁的水果，而且在條件允許的情況下，將水果搗成泥狀，選擇鐵-碳做電極，兩電極之間的距離l為1cm左右，將兩電極盡可能深的插入水果中。這樣就可以得到較大的電壓，實驗現(xiàn)象較為明顯，也可以使初學(xué)者感受到物理的魅力，發(fā)現(xiàn)生活中處處都有物理知識，處處都離不開物理。

注釋

①本研究中的電壓表J0408型電壓表。

參考文獻

[1]祝炎，吳先強，王程杰.水果電池實驗效果影響因素分析及案例設(shè)計[J].教學(xué)儀器與實驗，2009（9）.

[2]梁寶裕，劉道才，等.探究影響水果電池電動勢和內(nèi)阻的因素[J].發(fā)明與創(chuàng)新，2013（4）.