原电池原理——电压传感器测定双液原电池电压

一、实验目的

1.认识电压传感器的实时检测功能，并借助数据采集器和计算机直接生成数据曲线，便捷、直观地反映原电池反应中电压的变化。

2.理解双液原电池的工作原理及盐桥在双液原电池中的作用。

二、实验背景

双液原电池是在必修二单液原电池的基础上，对原电池原理的更深刻认识与拓展。虽然老师在教学环节中常会花大量时间介绍其工作原理，但学生仍然感觉很抽象，学生不易理解双液原电池中“反应物之间不直接接触即可发生反应”的工作原理，不能很好的理解盐桥的作用，通过电压传感器的实时检测，让学生直观感受双液原电池，从而认识其工作原理。

三、实验原理

    电压传感器相当于一个通用型电压表。可以用于多种电学实验中，测量直流或交流电的电压。

四、实验仪器及用品

仪器：电压传感器、数据采集器（朗威DISLabV6.0）、计算机。

    用品：硫酸铜溶液、硫酸锌溶液 、盐桥（琼脂-饱和KCl溶液）、锌片（33 mm×48 mm）、铜片（33 mm× 48  mm）、石墨、铜导线若干、烧杯。

五、实验装置

                                                

六、实验步骤

   第一步：如图1，连接好实验装置，取出盐桥，用电压传感器测定电压，采集数据，观察现象；

   第二步：放入盐桥，采集数据，观察曲线变化情况。

七、实验现象与结论

                          

实验现象：放入盐桥之前无电压产生，放入盐桥后产生稳定的电压（图2）。

实验结论：双液原电池中可产生稳定的电压。

八、问题讨论：

1．  请解释在单液原电池中电压为何逐渐减小？说明能量发生了什么样的转化？如何验证？

2．  双液原电池中盐桥的作用是什么？

3．  外电路电阻一定的情况下，双液原电池中产生的电压小于单液原电池的电压，原因是什么？

4．  根据原电池原理设计的电池，为了提高电池的效率，做了哪些改进？