山東省壽光市壽光中學
人教版高中《物理 (選修3-1) 》第二章里名為“恒定電流”的部分中，有個“測定電池的電動勢和內阻”的實驗，它屬于閉合電路歐姆定律的深化以及實際應用范疇。這節課是本章重點所在，同時也是難點之處。測定干電池電動勢和內阻的那個實驗，相對而言比較枯燥乏味，為強化學生的感性認識，故而選取水果作為材料，來探究水果電池的電動勢和內阻。可是，課本上并沒有給出詳細的實驗過程，而且運用伏安法得出的實驗結果并不理想。筆者基于原本的實驗，用心去設計了實驗探究情況部分，讓各個部分可以緊密相連，自然而然達成。
對新課標所倡導的探究性學習來說，它能夠使得學生在探究期間主動去獲取知識，并且應用知識，進而解決問題，以此促進學習方式發生變革，鑒于此實驗采用水果依據酸堿性對比不一樣水果的差別，在延續教材實驗優點的基礎將其改進成探究性實驗，更好地培養了筆者去驗證水果可用來探究其電動勢與內阻及學生的自我探究能力，還提高了學生去解決問題的能力 。
二、實驗探究
(一) 實驗儀器與材料
pH試紙，火龍果、檸檬、蘋果、土豆、西紅柿、桃等這類水果，電阻箱，電壓表，刻度尺，靈敏電流計物業經理人，刀，銅絲，鐵絲，若干導線 。
(二) 實驗探究過程 (1) 制作水果電池
把簇新剛制作出的五毛硬幣以及鐵釘插入到一個檸檬里面，簇新剛制作出的五毛硬幣以及鐵釘在檸檬里絕對不可以出現相互觸碰的情況，簇新剛制作出的五毛硬幣就等同于電池的正極，鐵釘就等同于電池的負極（參考圖例1）。 ，簇新剛制作出的五毛硬幣能夠被簇新的五毛硬幣替換，鐵釘能夠被鐵釘替換。 。
圖1 干電池與水果電池
(2) 測定水果電池的電動勢和內阻
有一種傳統的實驗方法，它叫做伏安法，其情況可見圖2 ，具體操作是，閉合電鍵，然后調節滑動變阻器，以此讓靈敏電流計出現明顯的示數 。在實際進行實驗時，讀數的變化并不明顯，而且電壓表示數接近零 。它存在著一些缺點，其一，需要同時讀取兩個表的值。其二，電表示數變化不明顯，致使很難進行讀數 。
圖2 伏安法
按照伏阻法（見圖3）的操作，先閉合用來控制電路通斷狀態的電鍵，接著通過操控用以調整電阻大小的變阻箱，此時電壓表呈現出有示數的情況，然而卻沒有出現較為明顯的變化。
圖3 伏阻法
運用安阻法（見圖4），首先閉合電鍵，接著開始調節變阻箱，此時靈敏電流計出現有示數的情況，并且呈現出有明顯變化的狀態。
圖4 安阻法
通過實驗現象, 發現安阻法最合理。
(3) 探究電路連接好之后, 能否一直閉合開關
通過對靈敏電流計變化予以觀察，察覺到電流計的示數會存有隨時間呈現明顯下降的情況。這表明水果電池具備不穩定的特性，在開展實驗之際需要留意在讀完相關數據之后迅速將開關斷開。
探究水果電池的電動勢，探究水果電池的電阻，探究其與銅絲插入的深度的關系，探究其與鐵絲插入的深度的關系，探究其與兩者之間直接的距離的關系。
實驗步驟 (以檸檬電池為例, 見圖5) :
圖5 實驗電路圖和實物圖
把器材按照安阻法連接好，銅絲插入的長度是2cm，鐵絲插入的長度同樣是2cm，銅絲與鐵絲之間的間距為3cm，靈敏電流計的量程是0到300μA，其內阻為100Ω。
將那個變阻器調整為1000Ω，把電鍵閉合，記錄下靈敏電流計所顯示的讀數I1，緊接著快速地把開關斷開。
(3) 將變阻器調節至2000Ω，閉合電鍵，記錄靈敏電流計的讀數I2。之后迅速斷開開關。
準備銅絲以及鐵絲，把它們分別插入，插入的深度是4厘米，且二者間距為3厘米，而后重復步驟(2) 至 (3) ，并進行記錄，。
把銅絲插入，插入深度是2cm，再把鐵絲插入，鐵絲與銅絲間距為1.5cm，之后重復步驟(2)，然后重復步驟(3)，最后進行記錄，。
。實驗所得數據見表1。
表1 實驗數據
(6) 數據處理。依據表1數據, 聯立方程式求出E、r。
依靠控制變量法得以發現，隨著銅絲跟鐵絲之間的距離越靠近，且插入的深度變得越深，電池的內阻呈現越小的狀況，而電動勢的變化程度不大（可見表2）。
表2 對比結果
(5)，探究電動勢和內阻以及其它水果電池，它們和水果的pH值之間的關系，是怎樣的 ，問號，探究它們的聯系方式 ，句號。
采用同樣方式，測定別的水果的電動勢，測定其電阻，測定其與對應的水果的pH值。水果電池的電動勢相對較小，其內阻極大（見表3）。水果酸性越為強烈，該電池的電動勢越高。
表3 多種水果的實驗結果
三、創新后的優點
實驗里，所發現的是，當采用傳統伏阻法之際，電表示數的變化并不顯著，于是嘗試一種新的實驗方法，這培養了學生敢于質疑的精神，并且，使用安阻法只因要用一個電表，所以讀數較為方便。
(2) 把電流表替換成靈敏電流計，實驗效果會變得更加顯著高中物理電池測量方法總結，對實驗器材能起到優化作用。
采用具有創新性的實驗，引導學生以細心的態度去觀察，總結形成注意事項，培養學生具備發現問題的能力以及能夠解決問題的能力。
依據已掌握的物理知識，設計實驗方案，去探索物理規律，使用已知內阻的靈敏電流計，對公式進行優化，避免了因電流計分壓所引發的誤差，借助控制變量法，得出水果電池電動勢和內阻的影響因素。
用別的水果開展實驗，借由形象的對比來提高學生的興趣，借助pH試紙，依據水果的酸堿性，去總結規律，這一開放性的實驗，能發散思維高中物理電池測量方法總結，培育學生持續探索的精神。
四、實驗反思
由于水果電池能夠產生一定的電壓，那么為何不應用于生活中呢？需知幾個串聯起來的水果大約有2V左右的電壓，而要在實際生活里有所應用，電壓得達到較高的值，如此所需的水果數量會十分龐大，可這明顯不符合環保要求。同時，要是采用串聯電路，一旦其中一個水果出現斷路情況，整個電路便會斷開。并且檢查水果電池的電路問題，相較于其他電路更為麻煩。要是采用并聯電路，電壓沒法疊加，還會致使短路，顯然這也是行不通的。水果電池的耐久性較之其他電池差很多，更換水果相較于其他電池會更麻煩。每次都得把經過處理的水果換掉，這將會是一項浩大工程。
為什么對于水果電池實驗而言，伏安法不合理呢，因為水果電池電動勢很小，內阻很大，滑動變阻器或者變阻箱的分電壓很小，所以很難讀數，而且使用伏安法，要同時讀兩個表的數值，時間比較長，而水果電池損耗快，嚴重影響實驗結果，那為何伏阻法對水果電池實驗來說也不合理呢，因為水果電池電動勢很小，內阻很大，滑動變阻器或者變阻箱的分電壓很小，所以很難讀數，而且使用伏阻法，要同時讀兩個表的數值，換算過程復雜，時間比較長，而水果電池損耗快， 嚴重影響實驗結果。
為何所測的數值全不一樣呢，水果電池存在不穩定情形，因其插入深度、距離、測量時間還有軟硬的程度等等，均可可能會對電池的性能形成影響之處 。 。