2. 如图13-6-2(a)所示,为探究影响水果电池电压大小的因素,某实验小组利用以铜片、锌片做电极的水果电池和电压传感器等器材进行实验。发光二极管具有单向导电性,即电流只能从它的正极流向负极。实验数据记录如下表所示。

图13-6-2
| 实验序号 | 水果种类 | 电极插入的深度/cm | 电极之间的距离/cm | 测得的电压/V |
| --- | --- | --- | --- | --- |
| ① | 哈密瓜 | 1.0 | 2.0 | 0.884 |
| ② | 哈密瓜 | 1.0 | 4.0 | 0.885 |
| ③ | 哈密瓜 | 1.0 |

| 0.886 |
| ④ | 苹果 | 1.0 | 2.0 | 1.009 |
| ⑤ | 苹果 | 1.5 | 2.0 | 1.010 |
| ⑥ | 苹果 | 2.0 | 2.0 | 1.011 |
(1) 如图13-6-2(b)所示,当开关闭合时,若发光二极管(
⊳|)能发光,则图中水果电池的
B
(A/B)端为正极。
(2) 为探究电极之间距离对水果电池电压大小的影响,应选用实验
①、②、③
(填序号)进行对比。
(3) 分析表中实验④、⑤、⑥的数据,可以得出的结论是
电压大小与电极插入的深度有关
。
(4) 从表中数据可判断,对水果电池电压影响最大的因素是
水果的种类
。干电池与水果电池的原理类似,其结构如图13-6-2(c)所示。若要改变一节干电池的电压,根据本实验的结论,最有效的做法是
改变化学填充剂的成分
。
解析:
【分析】
本题围绕水果电池电压的影响因素展开,需结合发光二极管的单向导电性、控制变量法分析:
1. 第(1)问利用二极管单向导电特性,电流仅从正极流向负极,结合电路判断水果电池正极;
2. 第(2)问探究电极间距离的影响,需控制水果种类、电极插入深度不变,仅改变电极间距,选取对应实验;
3. 第(3)问分析实验④⑤⑥的变量(电极插入深度)与电压变化,得出结论;
4. 第(4)问对比各变量对电压的影响程度,确定最大影响因素,再结合干电池原理得出改变电压的做法。
【解析】
(1) 发光二极管具有单向导电性,电流只能从其正极流向负极,当二极管发光时,电流从水果电池正极流出,经电路流向二极管正极,因此图中水果电池的B端为正极;
(2) 探究电极之间距离对水果电池电压的影响,需控制水果种类、电极插入深度相同,仅改变电极间距,符合条件的实验是①、②、③;
(3) 实验④、⑤、⑥中,水果种类和电极间距离均相同,仅电极插入深度不同,电压随深度变化,因此结论为:电压大小与电极插入的深度有关;
(4) 对比实验数据,水果种类不同时电压差异最大,因此对水果电池电压影响最大的因素是水果的种类;干电池原理与水果电池类似,要改变一节干电池的电压,最有效的做法是改变化学填充剂的成分。
【答案】
(1) B (2) ①、②、③ (3) 电压大小与电极插入的深度有关 (4) 水果的种类;改变化学填充剂的成分
【知识点】
水果电池电压影响因素、控制变量法、二极管特性
【点评】
本题结合实验探究考查控制变量法的应用,需准确分析实验中的控制变量与改变的变量,进而推导结论,同时结合二极管特性和干电池原理解答,注重实验探究能力的考查。
【难度系数】
0.3