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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划燃料电池物理实验报告用水果电池进行闭合电路欧姆定律实验研究1、实验名称：闭合电路欧姆定律实验研究.2、实验目的：了解在中学物理教学中进行闭合电路欧姆定律实验演示的教学目的和要求，了解用高中物理课本上所介绍的仪器进行实验的困难所在；通过对实验出现问题的分析，学习自制几种电池，选择合适仪器和材料，进行闭合电路欧姆定律实验研究；通过对比，把握闭合电路欧姆定律实验的成功关键和改进方向，提高在实验中发现问题、分析问题和解决问题的的能力。3、教学目的：熟悉万用表的使用方法。让学生学会利用各种水果
2、，做成水果电池，并通过水果电池实验验证欧姆定律。4、教学要求：理解欧姆定律,懂得如何测量电源内阻。知道如何制作水果电池。会利用万用电表测量电路的电压、电流、电阻。5、该实验在本章的意义：“闭合电路欧姆定律”是高中物理恒定电流一章的重要内容，也是高中物理教学中极其重要的内容之一。通过实验，可以使学生深刻理解定律的确切含义，加深对电动势、内阻、内电压、外电压等基本概念的印象，并学会如何验证闭合电路欧姆定律。6、实验仪器及设备：可调内阻电池，演示电表，数字万用表，橙子，苹果，导线若干，锌片，铜片。7、实验原理：水果电池需要利用两种金属，使其成为正极与负极，在他们之间则置有盐酸或碱液等导电性的物质，这
3、些物质一般解质，称为电解质。电解质可以游离出金属离子，一般说来，任何金属接触到电解质，都会放出电子，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、实验基本方法，实验过程：方法一：分别剪取一块大小合适的铜片和锌片,并将其一端剪尖以方便插入水果中。将铜片作为正极、锌片作为负极插入苹果内，用导线将正负极和箱式变阻器与它们串联在一起形成闭合电路。电路图如图所示：调节箱式变阻器取合适的阻值为R；万用表并联在闭合电路里的箱式变阻器的两端可测量外电压U外；断开电路，用万用表的红黑两个触头分别与
4、水果电池的正负极接触可测量电池的电动势E。断开电路，取出铜片，取一片与上述铜片大小一致的锌片，插入铜片原来所在位置，深度与之前的铜片深度一致，用万用表的欧姆档测出电池内阻r。改变电阻R及铜片、锌片位置再测一次。数据处理及结果：在一定的误差范围内,欧姆定律:E=U外+U内得以验证。方法二：分别剪取一块大小合适的铜片和锌片,并将其一端剪尖以方便插入水果中。将铜片作为正极、锌片作为负极插入苹果内，用导线将正负极和箱式变阻器与它们串联在一起形成闭合电路。调节箱式变阻器取合适的阻值为R；万用表并联在闭合电路里的箱式变阻器的两端可测量外电压U外；取两块大小合适的锌片，分别插在铜片和锌片的里侧，尽可能与之靠
5、近，但不能接触，然后用另一万用表的红黑表笔分别接在两锌片上，可测量内电压U内。电路图如右图所示：断开电路，用万用表的红黑两个触头分别与水果电池的正负极接触可测量电池的电动势E。改变电阻R及铜片、锌片位置再测一次。数据处理及结果：在一定的误差范围内,欧姆定律:E=U外+U内得以验证。9、实验的教学应用：该实验可以用来引导学生制作水果电池和验证闭合电路的欧姆定律。10、误差产生原因及解决方案：金属片的极化电动势引起误差。金属片插入电池内部工作一段时间后，两金属片表面状态不一致，形成一对电极，会产生极化电动势，时间越长，极化对内外电压之和的影响就越明显。因此在实验时，需要采取去除极化电动势的措施。用
6、砂纸打磨掉表面的氧化层可马上使用。测量水果电池的内电压时，万用表的两个触头如果没有靠近正负极两端使得U内的误差可能会很大，所以要尽可能地将万用表的两个触头插到离正负极两端较近的地方。11、实验的难点：不懂得如何测量水果电池闭合电路的内电压，测量内电压时发现误差特别大且万用表的示数一直在改变。成功的关键：要清楚、懂得如何测量水果电池闭合电路的内电压并减小其实验误差。题目：方形XXmAh镍氢电池的制备及性能一.引言1.实验背景大量使用的镍镉电池中的镉有毒，会使环境受到污染，因此人们用储氢合金做成的镍氢充电电池替代镍镉电池。从电池电量来讲，相同大小的镍氢充电电池电量比镍镉电池高约2倍，且无镉的污染。
7、根据镍氢电池在原材料供应、性能特点等方面所具有的优势，镍氢电池在小容量电池市场方面得到快速发展，还有望作为动力电源在混合动力汽车和电动工具中应用。2.实验目的学习有关电池的基本概念和知识：正负极、黏合剂、电解液、隔膜、工作原理等，使自己对生活中常见的电池有更深入的认识；亲身实践电池的制作：辊压极板、点焊镍网、切割有机玻璃和制作电池外壳等，使自己对电池制作的过程有一定的认识。二.实验部分1.镍氢电池的工作原理：镍氢电池的正极活性物质为Ni(OH)2，负极为贮氢合金，正负电极用隔膜分开，根据不同使用条件的要求，采用KOH并加入LiOH或NaOH的电解液。电池充电时，正极中Ni(OH)2被氧化为Ni
8、OOH，而负极则通过电解水生成金属氢化物，从而实现对电能的存储。放电时，正极中的NiOOH被还原为Ni(OH)2，负极中的氢被氧化为水，同时在这个反应过程中向外电路释放出电量。电极反应如下：(“?”表示充电；“?”表示放电)正极：Ni(OH)2+OH-?NiOOH+H2O+e-负极：M+xH2O+xe-?MHx+xOH-实际应用中镍氢电池一般要求是准密闭的反应体系，但在充电过程中正负电极上不可避免地会发生副反应生成氧气和氢气，因此如何消除这些气体关系到电池的密封问题。这可以通过优化电池设计得到解决，主要为采用用正极限制电池容量和电解液加入量的方法，同时辅助于优化正负极板工艺和电池组装结构等。其
9、中，电解液的加入量以使电池处于一定的贫液状态，主要是为了正极析出的气体能构迁移到负极表面被反应掉，以利于实现氧在电池内部的循环和负极尽量不析出氢气。把正负电极的容量之比一般控制在1:1.3-1:之间，这样电池在充电末期和过充电时，正极析出的氧气可以通过隔膜扩散到负极表面与氢复合还原为H2O，负极则因有较多的剩余容量而不容易析出氢气，从而保证电池具有合适的充电内压和电解液损耗率，最终保证电池的高循环寿命。充放电过程中，镍氢电池正负电极上发生的反应：(“?”表示充电；“?”表示放电)正极：Ni(OH)2+OH-?NiOOH+H2O+e-过充电时:4OH-4e-2H20+O2负极：M+xH2O+xe
10、-?MHx+xOH-过充电时：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)=3600MQ/nF,其中M-摩尔质量,n电极反应过程中得失电子数,Q所设计电池容量Ah数,F法拉第常数,96487C,实际过程中要考虑利用率等因素,比计算值多10%20%.负极活性物质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.实验仪器与试剂：实验仪器：点焊机；压片机；烘箱；有机玻璃；锯子；环氧树脂+固化剂；钻孔器砂纸；实验试剂：氢氧化镍；贮氢合金粉；隔膜(PE隔膜，作用：隔开正负极，避免短路，储存电解液，提
11、供气体通道)；60粘结剂；Ni粉；Co粉；30%KOH溶液3.实验步骤：正负极板的裁剪:裁剪正负极泡沫镍，约3cm*共5片，其中正极2片，负极3片，分别用电焊机焊接上镍条正负极板的制备正极板的制备:称取(OH)2固体粉末与，粉和添加剂混合均匀，再加入粘结剂CMC乳液适量调制成浆，然后均匀涂覆在2片泡沫镍上。负极板的制备：称取贮氢合金粉与和PTFE混合，再加入适量的粘结剂CMC乳液调制成浆，然后涂覆到3片泡沫镍上。烘干：把制备好的极板置于烧杯中，于烘箱中约150烘干、一周后，取出用保鲜膜包住并用压片机进行压片，称量，减去泡沫镍的质量，计算得到正负极的放电比容量。电池盒的制备：根据极板的大小，确定
12、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，并用砂纸打磨平滑，将五个面用粘合剂粘连起来，自然放置一周晾干，晾干后检验是否漏液，不漏即完成电池盒的制备。余下一片用点焊点出3个孔。电解液的配制：称取KOH固体约,LiOH约,加去离子水配成25g溶液，搅拌均匀，冷却至室温后待用。电池盒的组装：将7片极板用隔膜分别抱住，再按照负-正-负-正-负的顺序排好，整理好放入电池盒中，加入KOH电解液，并将正极和负极的镍条从电池盖的两孔中分别穿出，用环氧树脂固定。组装完成后进行充放电测试。三.实验记录与分析：1.正负极板数据记录：2.正负极板的外观：正极板为绿色长方形薄片，负极为灰色长方形薄片，表面平整。3.电池循环充放电曲线图图14.电池放电容量随充放电循环次数关系曲线图目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。
