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1、新旧电池电动势 两种不同的声音电池用久了，电动势会减小吗？襄樊四中 湖北 任建新 441021（此文发表于物理教师2002 年第 1 期）在日常生活中干电池的使用十分广泛，我们经常会遇到这样的现象，干电池用久了，用电器无法正常工作，我们通常说是因为电池没电了。那么，用久了的电池的电动势会减小吗？这个看似简单的问题，学生的回答却令笔者感到很异外。在组织电源的电动势这部分教学时，笔者曾做了以下尝试：笔者首先提问：手电筒里的电池用久了，小灯泡会变得很暗，是什么原因呢？有的学生回答：是因为电池没电了。有的学生回答：是因为灯泡两端的电压减小了。这种回答在笔者的意料之中，笔者紧接着又问：电池的电动势是不是
2、也减小了呢？大多数学生认为：电池用久了，电池内部的化学能转化为电能的本领就降低了，电池的电动势肯定变小了。少部分学生犹豫不决：电池没电了，不就是指它的电动势减小了吗？笔者知道，学生一定是将电动势和电压这两个概念相混淆了，如果不及时纠正，必将影响后面的学习。为加深学生们的印象，笔者决定用实验来验证学生的回答是否正确。现在我们就来用电压表测量一下这两节新电池和旧电池电动势，看看旧电池的电动势是不是一定就比新电池的小，笔者举着两节旧电池和两节密封完好的新电池说。 为了让学生心服口服，笔者先用一只小灯泡分别接在相串联的两节新旧电池两端进行检验，然后对新电池的电动势进行了测量，电压表的指针指在接近 3
3、伏的位置。而当电压表接在旧电池两端时，电压表的指针清晰地指在接近 3 伏的位置上，与新电池的读数相差不多。教室里顿时一片哗然。学生纷纷询问：刚才小灯泡接在旧电池两端时，只发出很微弱的光，根本就无法与新电池相比，而它的电动势怎么几乎跟新电池相等呢？笔者见时机已经成熟，于是开始解开“谜底” ：电源的电动势是描述电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量，是由电源本身的性质决定的，与其它因素无关，如路端电压、外电路的连接方式等。同一种类的电池，把化学能转化为电能的本领大小是相同的，即电动势的大小是相同的，如不同型号铅蓄电池，每节电动势都是 2 伏；不同型号的干电池，每节电动势都是 1.5 伏。电
4、池用久了，电源将其他形式的能转化为电能的本领大小并没有减少多少，故电池的电动势并没有很大程度的变化。有的学生又问：既然旧电池的电动势没有多大的变化，小灯泡为什么会变暗呢？这是因为电池用久了，电池的内电阻将会增大，根据闭合电路欧姆定律：，回路中的电流就会减小，小灯泡两端的电压就会小于它的额定值，灯泡消耗的实际功率就低于它的额定功率，因此灯泡会变暗。我们通常所说的电池没电了，指的是电池的输出电压减小了，即路端电压减小了，而并不是指电池的电动势减小了。听了上面的解释，学生们顿时恍然大悟。笔者同时提醒学生，当外电路开路或者电源的内阻忽略不计时，电源的电动势在数值上等于的路端电压，即电源两极间的电压。但
5、要清楚，电动势是由电源本身的性质决定的，而路端电压是电源的输出电压，是由电动势和内电压共同决定的，两者根本不是一个概念。为了减轻学生的负担，笔者没有告诉学生电源的电动势实际是非静电力把单位正电荷从正极移动到负极所做的功，但笔者发现，通过这节课的学习，学生对电动势的概念已有了很清楚的认识。另一种声音：干电池 阳极： Zn(Zn2+)+2(e-) 阴极：2(NH4+)+2(e-)2NH3+H2；MnO2+H2Mn2O3+H2O；Zn+2NH3+2(Cl-)Zn(NH3)2Cl2 全反应：2MnO2+2NH4Cl+ZnZn(NH3)2Cl2+H2O+Mn2O3 由上可见：随着电池的使用，阴极处的氨根离子的浓度将不断下降，由此应该会导致电动势的下降，因为氨根离子吸引电子的能力总体来说会随其浓度的减小而减弱。
