原電池原理——電壓傳感器測定雙液原電池電壓

一、實驗目的

1.認識電壓傳感器的實時檢測功能，并借助數(shù)據采集器和計算機直接生成數(shù)據曲線，便捷、直觀地反映原電池反應中電壓的變化。

2.理解雙液原電池的工作原理及鹽橋在雙液原電池中的作用。

二、實驗背景

雙液原電池是在必修二單液原電池的基礎上，對原電池原理的更深刻認識與拓展。雖然老師在教學環(huán)節(jié)中常會花大量時間介紹其工作原理，但學生仍然感覺很抽象，學生不易理解雙液原電池中“反應物之間不直接接觸即可發(fā)生反應”的工作原理，不能很好的理解鹽橋的作用，通過電壓傳感器的實時檢測，讓學生直觀感受雙液原電池，從而認識其工作原理。

三、實驗原理

    電壓傳感器相當于一個通用型電壓表?？梢杂糜诙喾N電學實驗中，測量直流或交流電的電壓。

四、實驗儀器及用品

儀器：電壓傳感器、數(shù)據采集器（朗威DISLabV6.0）、計算機。

    用品：硫酸銅溶液、硫酸鋅溶液 、鹽橋（瓊脂-飽和KCl溶液）、鋅片（33 mm×48 mm）、銅片（33 mm× 48  mm）、石墨、銅導線若干、燒杯。

五、實驗裝置

六、實驗步驟

   第一步：如圖1，連接好實驗裝置，取出鹽橋，用電壓傳感器測定電壓，采集數(shù)據，觀察現(xiàn)象；

   第二步：放入鹽橋，采集數(shù)據，觀察曲線變化情況。

七、實驗現(xiàn)象與結論

實驗現(xiàn)象：放入鹽橋之前無電壓產生，放入鹽橋后產生穩(wěn)定的電壓（圖2）。

實驗結論：雙液原電池中可產生穩(wěn)定的電壓。

八、問題討論：

1．  請解釋在單液原電池中電壓為何逐漸減小？說明能量發(fā)生了什么樣的轉化？如何驗證？

2．  雙液原電池中鹽橋的作用是什么？

3．  外電路電阻一定的情況下，雙液原電池中產生的電壓小于單液原電池的電壓，原因是什么？

4．  根據原電池原理設計的電池，為了提高電池的效率，做了哪些改進？