Question

14．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，如图所示．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音乐芯片，小华比小明的芯片声音要响一些．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：…
猜想四：…
（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（选填：“正确”或“/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

表二

电极材料	铜和锌	铜和铝	铜和铁
电压U/V	0.880	0.60	0.46

（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．
（3）小华选用表二中铜和锌制成的柠檬电池用力压在桌面上滚了几下，其它条件不变时，测得两极间电压达到1.0V，据此请你提出一个有价值、可探究的问题：水果电池的电压可能与水果的软硬度有关；
（4）小阳同学在实验中用铜片和锌片插入柠檬中做成一个水果电池，可以使一个发光二极管发光．那么铜片和锌片哪个是柠檬电池的正极呢？现有上述柠檬电池、发光二极管（具有单向导电性）、开关各一个，导线若干，请你设计一个实验，并简要说明如何确定柠檬电池的正极．（可画图辅助说明）

Answer 1

分析 （1）根据猜想，水果电池电压与多个因素有关，探究过程中应用到控制变量法．分析表格中数据可得结论；
（2）除了猜想的因素外，水果电池电压与两电极间的距离、电极插入水果的深度可能有关；分析表格数据可得结论；
（3）将柠檬压在桌面上滚了几下，柠檬会变软，由此提出可探究的问题；
（4）根据发光二极管的单向导电性判断柠檬电池的正负极．

解答 解：（1）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，这样就控制了电极材料，
通过表一中的数据可知，水果大小变化后，电压表的示数不变，可得结论：水果电池电压与水果大小无关．即猜想一错误；
（2）除了猜想的因素外，水果电池电压与两电极间的距离、电极插入水果的深度可能有关．将金属片电极插入柠檬时还要保持插入深度和距离；
由表格二数据，铜与不同金属做电极时，电压表示数不同，说明水果电池电压与电极的材料有关；
（3）将柠檬压在桌面上滚动后，柠檬会变软，测出电压不同，由此提出的探究问题：水果电池的电压可能与水果的软硬度有关；
（4）如下图连接电路，闭合开关，如果二极管发光，则电源左端为柠檬电池的正极；如果不发光，则右端为柠檬电池的正极．

故答案为：（1）错误；
（2）电极间距离；插入深度；水果电池电压与电极的材料有关；
（3）水果电池的电压可能与水果的软硬度有关；
（4）如上图连接电路，闭合开关，如果二极管发光，则电源左端为柠檬电池的正极；如果不发光，则右端为柠檬电池的正极．

点评 本题探究探究水果电池电压，主要考查控制变量法的具体运用，引导学生注意联系身边实际，激发学习兴趣．