燃料电池物理实验报告闭路欧姆定律实验研究 1、实验名称：闭路欧姆定律实验研究.2、实验目的：了解闭路欧姆定律实验演示在中学物理教学中的教学目的和要求，了解高中物理课本中介绍的仪器实验的难点;通过对实验中问题的分析，学习制作多个电池，选择合适的仪器和材料，开展欧姆闭路定律的实验研究;通过对比，可以掌握闭路欧姆定律实验成功的关键和改进方向，提高实验中发现、分析和解决问题的能力。3、教学目的：熟悉万用表的使用。让学生学习使用各种水果制作水果电池，并通过水果电池实验验证欧姆定律。4、教学要求：了解欧姆定律，懂得测量电源内阻。知道如何制作水果电池。万用表用于测量电路的电压、电流和电阻。5、本章实验的意义：欧姆闭合电路定律是高中物理“恒流”一章的重要内容，也是高中物理教学中极其重要的内容之一。通过实验，学生可以深刻理解该定律的确切含义，加深对电动势、内阻、内电压、外电压等基本概念的印象，学习如何验证闭合回路的欧姆定律。6、实验仪器设备：可调式内阻电池、演示表、数字万用表、橙子、苹果、几根线、锌片、铜片。7、实验原理：水果电池需要用两种金属做成正极和负极，中间有盐酸或碱液等导电物质，一般是电解质。
电解质可以释放金属离子，一般来说，任何与电解质接触的金属都会释放电子，成为带正电的离子。水果电池的反应式如下： 阳极（正极）：Zn（s）→Zn2+（aq）+2e-阴极（负极）：2H+（aq）+2e-→H2（g） 欧姆定律：E=U外+U内8、实验的基本方法，实验过程：方法1：分别切一块大小合适的铜片和锌片，切下一端，便于插入果内。将铜片作为正极插入苹果中，将锌片作为负极插入苹果中，正负极和盒式变阻器与导线串联，形成闭合回路。电路图如图所示：调节箱变阻器的适当电阻值为R;万用表在闭合回路中箱式变阻器的两端并联，可测量外部电压U;断开电路，利用万用表的红、黑触点分别接触水果电池的正负极，测量电池的电动势E。断开电路，取出铜片，取一张与铜片尺寸一致的锌片，插入铜片原位，深度与之前铜片深度一致，用万用表的欧姆锉测量电池内阻r。改变电阻R和铜片和锌片的位置再次测量。数据处理和结果：在一定的误差范围内，验证了欧姆定律：E = U 外部 + U。方法二：切一块大小合适的铜锌片，切下一端，便于插入果实。将铜片作为正极插入苹果中，将锌片作为负极插入苹果中，正负极和盒式变阻器与导线串联，形成闭合回路。
调节箱式变阻器的适当电阻值为R;万用表在闭合回路中箱式变阻器的两端并联，可测量外部电压U;取两片大小合适的锌片，分别插入铜片和锌片内部，尽可能靠近它，但不能接触，然后用另一个万用表的红黑笔分别连接到两片锌片上，可以测量内部电压U。电路图如右图所示：断开电路，利用万用表的红、黑触点分别接触水果电池的正负极，测量电池的电动势E。改变电阻R和铜片和锌片的位置再次测量。数据处理和结果：在一定的误差范围内，验证了欧姆定律：E = U 外部 + U。9、实验教学应用：实验可用于指导学生制作水果电池，验证闭路欧姆定律。10、误差原因及解决方法：金属板的极化电动势引起的误差。金属片插入电池工作一段时间后，两片金属片的表面状态不一致，形成一对电极，会产生极化电动势，时间越长，极化对内外电压和的影响越明显。因此，在实验过程中，有必要采取措施消除极化电动势。可以立即用砂纸抛光表面的氧化层。在测量水果电池的内部电压时，万用表的两个触点如果不靠近正负极的两端，可能会很大，因此万用表的两个触点应尽可能靠近正负极的两端插入。11、实验难点：不知道如何测量水果电池闭路的内电压，在测量内电压时发现误差特别大，万用表的指示一直在变化。
成功的关键：知道如何测量水果电池闭路的内部电压并减少其实验误差。题目：棱柱形XXmAh镍氢电池的制备与性能。引言 1.实验背景大量使用的镍镉电池中的镉有毒，会污染环境，因此人们用储氢合金制成的镍氢充电电池代替镍镉电池。在电池功率方面，相同尺寸的镍氢充电电池的功率比镍镉电池高出约~2倍，并且不存在镉污染。根据镍氢电池在原材料供应和性能特点方面的优势，镍氢电池在小容量电池市场发展迅速，也有望用作混合动力汽车和电动工具的动力源。2、实验的目的是学习电池的基本概念和知识：正负极、胶粘剂、电解液、隔膜、工作原理等，让他们对生活中常见的电池有更深入的了解;电池生产的实践经验：轧制板、点焊镍网、切割有机玻璃和制作电池外壳等，让您对电池制造过程有一定的了解。二。实验部分1.镍氢电池的工作原理：镍氢电池的正极活性材料为Ni（OH）2，负极为储氢合金，正负极用隔膜隔开，根据不同使用条件的要求，使用KOH，加入LiOH或NaOH的电解质。电池充电时，正极中的Ni（OH）2被氧化成NiOOH，而负极则通过电解水生成金属氢化物，从而实现电能的储存。放电时，正极中的NiOOH被还原为Ni（OH）2，负极中的氢被氧化成水，同时在该反应过程中将电流释放到外部电路中。
电极反应如下：（“？）表示正在充电;“?”表示放电）正极：Ni（OH）2+OH-？NiOOH+H2O+e阳极：M+xH2O+xe-？MHx+xOH-在实际应用中，镍氢电池一般要求是准封闭反应体系，但在充电过程中，正负极上不可避免地会发生副反应，产生氧气和氢气，因此如何消除这些气体与电池的密封问题有关。这可以通过优化电池设计来解决，主要是利用正极来限制电池容量和电解液的添加量，同时辅助优化正负极板工艺和电池组装结构。其中，添加电解液的量是为了使电池保持在一定的不良液态，主要是为了正极析出的气体能迁移到负极表面并反应走，从而促进电池和负极中氧气的循环，避免氢析出。正负极的容量比一般控制在1：1.3-1：之间，使正极析出的氧能通过隔膜扩散到负极表面，在充电结束时与氢气再结合还原为H2O，过充，从而保证电池具有合适的充电内压和电解液损失率， 最后保证电池的高循环寿命。在充电和放电过程中，镍氢电池的正负极上发生的反应：（“？表示正在充电;“?”表示放电）正极：Ni（OH）2+OH-？NiOOH+H2O+e-过充电时：4OH--4e-→2H20+O2阳极：M+xH2O+xe-？MHx+xOH-过充：2H2O+O2+4e-→4OH-电池：xNi（OH）2+M？NiOOH+MHx正极活性物质用量，根据法拉第定律，其理论用量：Mo（g）=/nF，其中M摩尔质量，n——电极反应过程中获得和失去的电子数，Q——设计电池容量A·h、F-法拉第常数等，利用率等因素在实际过程中应加以考虑， 比计算值多10%-20%。阳极活性物质的用量应考虑电池充电后期产生过量气体的影响，必须过量20%-50%。
2、实验仪器及试剂：实验仪器：点焊机、压片机;烤箱;有机玻璃;锯;环氧树脂+固化剂;钻砂纸;实验试剂：氢氧化镍;储氢合金粉末;隔膜（PE隔膜，功能：将正负极分开，避免短路，储存电解液，提供气体通道）;60%粘合剂;镍粉;钴粉;30%KOH溶液 3.实验步骤： 正负极板切割：切割正负极泡沫镍，约3cm*，共5片，分别包括2个正极和3个负极，焊接在镍棒上 正负极板的制备：称取（OH）2固体粉末，将粉末和添加剂混合均匀， 然后加入适量的粘结剂CMC乳液制成浆料，然后均匀涂覆在2片泡沫镍上。负极板的制备：称取储氢合金粉末与聚四氟乙烯混合，再加入适量的粘结剂CMC乳液制成浆料，再涂覆3片泡沫镍。干燥：将准备好的板放入烧杯中，在烘箱中150°C左右干燥，一周后取出并用保鲜膜包裹，用压片机压榨，称重，减去泡沫镍的质量，计算正负极的放电比容量。电池盒的准备：根据极板的大小，确定电池盒的规格，用锯子在有机玻璃板上锯出电池盒的六个面，用砂纸打磨光滑，用胶粘剂粘上五面，自然放置一周晾干， 干燥后检查是否有漏液，完成电池盒的准备工作，无漏液。剩余部分用 3 个孔点焊。电解液的制备：称取KOH固体和LiOH约，加去离子水制备25g溶液，搅拌均匀，冷却至室温，备用。
电池盒组装：用隔板将7块板分别固定，然后按负-正-负-负的顺序排列，排列并放入电池盒中，加入KOH电解液，分别从电池盖的两个孔中穿出正负极的镍条，并用环氧树脂固定。组装完成后，将进行充放电测试。三。实验记录及分析： 1、正负极板数据记录： 2、正负极板外观：正极板为绿色矩形片，负极板为灰色矩形片，表面平坦。3. 电池循环充放电曲线图 图 14.电池放电容量与充电和放电循环次数