陈利亚

【摘要】 普通高中课程标准实验教科书物理选修3-1第二章第7节《闭合电路的欧姆定律》，不少老师在备这节课的时候，总希望有个这样的电池，能很方便准确地测出内外电压，从而实验验证U内+U外=E，推导出闭合电路的欧姆定律的数学表达式。然而实验室的器材却不近人意：如果用实验室的化学电池做演示实验，测出的内电压太小，并且随外电阻的改变变化不大。把外电阻调到很小时内电压才有较大的读数，但是这样得到的数据太少。所以，自制大内阻的电池以供课堂演示显得非常必要。

【关键词】 高中 物理 电池

【中图分类号】 G633.7 【文献标识码】 A 【文章编号】 1992-7711（2018）04-175-01

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实验室常用的化学电池如图1，两个装有稀硫酸的容器通过中间的槽连通，槽内的液面高度可以通过向密闭的槽内充气或放气来改变（有的是在槽中间插入一块隔离板，通过上提或下压来改变液面的高度）从而改变内阻的。这种电池虽然改变了内阻，但由于内阻怎么改变都较小，所以内电压小（通常0.1V左右），而且变化的幅度太小，达不到预期的效果。

怎样提高自制电池的内阻呢？笔者参照粤教版物理教材，反复尝试，终于成功掌握了制作方法。

制作出来的大内阻电池如图2所示，左边和右边是两个彼此独立的透明容器，装有稀硫酸，浓度为40%，最左侧是碳板，最右侧是铜板，分别作为电池的正极和负极，中间两块都是铜板（只要是相同的金属板都行），作为内插“探针”。最后在两容器之间架一座“桥”，该用什么材料架“桥”呢？笔者试过几种不同的材料：纳鞋底的麻线、运动鞋鞋带、细小的布条，效果不太好，最终想到了酒精灯的灯芯，化学实验室有一卷卷的灯芯线，剪了一段，先把它放在容器里泡一分钟左右，然后把它的两端分别置于左右容器里面，无需充电，一个理想的大内阻电池即制成了，制成后用三天都没问题。电动势和内阻基本不变（用完后要把极片取出来，用清水冲洗干净，酒精灯芯泡在容器里）经过实验，制作的电池电动势1.3V左右，内阻500Ω左右（可以改变灯芯的长度任意改变内阻）

下面是笔者在实验室拍的照片及测得的数据，选用1V量程的电压表测电压，读数误差小，很好地验证了U内+U外=E

想不到梦寐以求的电池结构如此简单，一条灯芯就实现了电池的大内阻，这里姑且叫它“灯芯电池”吧。只要多思考，多实践，就能得到理想的实验器材。

其實，自制水果电池也是一种不错的选择，效果虽然比不上“灯芯电池”，但做为一种尝试，还是值得一提的。水果中芒果，青苹果，橙子的电动势较大，芒果的电动势可达1V，青苹果的可达1.2V，橙子的可达1.4V.水果电池的电动势如果是插入两根不同的金属丝作为正负极的话测出的才0.2V左右，但当在水果中插入两块电极板时测得的电动势明显变大，可达1.3V（跟金属板插入的深度有关系，即接触面积越大，测出的电动势越大）接入外电路，也可以测内电压。不过水果电池的电动势不稳定，衰减的比较快，要想保持电动势基本不变，需更换插金属板的位置。笔者也试过把水果打成果汁倒进一个容器，放入极板及内电压测试板，效果比直接插进水果里面要好。总之，多动脑，多尝试，就会找到更好的方法。

做为一种探索，肯定存在经验不足或不完善的地方，希望能和各位同行交流经验，制作出一种很完美的可轻松测内电压的电池。