物理實(shí)驗(yàn)建模論文

1、第三部分物理實(shí)驗(yàn)論文案例摘錄1.1水果電池探秘 【摘要】我們主要探究的內(nèi)容是影響水果電池電壓的主要因素。我們分別就水果本身特性、電極插入深度、電極橫截面積以及兩電極之間的距離這四大方面進(jìn)行了探究。我們主要利用課余時(shí)間進(jìn)行親自實(shí)驗(yàn)，通過觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，記錄并分析數(shù)據(jù)，查閱相關(guān)背景資料等方法更進(jìn)一步地了解了上述因素對(duì)水果電池電壓影響的大小以及電壓的變化趨勢(shì)，從相對(duì)客觀的角度深入剖析水果電池，并在整個(gè)過程中體會(huì)科學(xué)探究的精神，體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，從中增長(zhǎng)知識(shí)，樂在其中，學(xué)以致用。研究背景在前不久的物理課上，我們進(jìn)行了對(duì)“電壓”這一知識(shí)的學(xué)習(xí)。在課堂上，我們初步進(jìn)行了對(duì)水果電池的研究，但沒有進(jìn)行嚴(yán)格的實(shí)

2、驗(yàn)操作。由于同學(xué)們所使用的水果不同，電極插入深度以及兩電極間的距離都不盡相同，因而產(chǎn)生了不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。對(duì)于這些結(jié)果，我們進(jìn)行了質(zhì)疑與初步分析。通過前期對(duì)水果電池有關(guān)知識(shí)的查找與總結(jié)，我們發(fā)現(xiàn)：大部分的文獻(xiàn)資料均只能給予我們理論上的知識(shí)分析但往往忽略了水果電池的實(shí)際應(yīng)用。由于對(duì)水果電池探秘的共同興趣，我們結(jié)成小組進(jìn)行了對(duì)影響水果電池電壓因素的基本分類，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，希望能夠以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來更直觀地進(jìn)行分析論證，并從中發(fā)現(xiàn)新的問題，不斷探究，不斷學(xué)習(xí)。研究?jī)?nèi)容我們主要探究的內(nèi)容是影響水果電池電壓的主要因素。對(duì)于水果電池的研究，不僅涉及到物理方面的知識(shí)，還涉及到一些相關(guān)的化學(xué)知識(shí)。研究水果電池，可以使我

3、們從中建立學(xué)科間的聯(lián)系，對(duì)水果電池進(jìn)行分析與改良，更加有效地發(fā)掘并利用其在生活中的價(jià)值。實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)名稱 水果電池探秘二、實(shí)驗(yàn)日期 2008年12月3日 實(shí)驗(yàn)員 王樂君子 劉碧瑩三、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?通過制作并測(cè)量不同形式的“水果電池”，研究“水果電池”的電壓與哪些因素有關(guān)。四、實(shí)驗(yàn)器材電壓表一個(gè)；不同粗細(xì)（直徑）的銅、鋅電極一宗；導(dǎo)線若干根；各種水果若干枚。五、實(shí)驗(yàn)猜想1、水果電池的電壓與水果的種類有關(guān)；2、水果電池的電壓與兩電極之間的距離有關(guān)；3、水果電池的電壓與兩電極插入水果的深度有關(guān)；4、水果電池的電壓與兩電極的粗細(xì)（直徑）有關(guān)。六、實(shí)驗(yàn)過程及紀(jì)錄在保證水果電池的電壓與兩電極之間的距離、水

4、果電池的電壓與兩電極插入水果的深度以及水果電池的電壓與兩電極的粗細(xì)（直徑）不變的前提下，選擇五種不同的水果進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)見表一。表 一序 號(hào)12345水果種類橘子蘋果梨西紅柿獼猴桃距離（cm）44444插入深度（cm）22222電極直徑小小小小小電壓（V）0.050.10.10.250.32、以獼猴桃為對(duì)象，在保證水果電池的電壓與兩電極插入水果的深度以及水果電池的電壓與兩電極的粗細(xì)（直徑）不變的前提下，調(diào)整電極的間距進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)見表二。表二序 號(hào)1234水果種類獼猴桃獼猴桃獼猴桃獼猴桃距離（cm）0.5245插入深度（cm）2222電極直徑小小小小電壓（V）0.40.310.30.3

5、3、以獼猴桃為對(duì)象，在保證水果電池的電壓與兩電極之間的距離以及水果電池的電壓與兩電極的粗細(xì)（直徑）不變的前提下，調(diào)整電極的插入深度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)見表三。表三序 號(hào)123水果種類獼猴桃獼猴桃獼猴桃距離（cm）555插入深度（cm）22.93.4電極直徑小小小電壓（V）0.30.450.54、以獼猴桃為對(duì)象，在保證水果電池的電壓與兩電極之間的距離以及水果電池的電壓與兩電極插入水果的深度不變的前提下，調(diào)整電極的粗細(xì)（直徑）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)試數(shù)據(jù)見表四。表四序 號(hào)12水果種類獼猴桃獼猴桃距離（cm）55插入深度（cm）22電極直徑小大電壓（V）0.40.4七、分析與論證1、由表一數(shù)據(jù)可知，當(dāng)兩電極之間

6、的距離、電極插入深度和電極粗細(xì)都相同時(shí)，不同種水果產(chǎn)生的電壓不同，產(chǎn)生電壓的大小由大到小依次是：獼猴桃、西紅柿、蘋果、梨、橘子。可能的原因：水果越酸，產(chǎn)生的電壓越大，水果越軟，產(chǎn)生的電壓越大，與該種水果的含水量及含糖量無關(guān)（反例：梨）；還可能與該種水果的內(nèi)部結(jié)構(gòu)有關(guān)（如橘子、西紅柿）。理論依據(jù)：能夠做電解液的是酸、堿、鹽的水溶液，所以水果中含酸的濃度越高，產(chǎn)生的電壓就越大。2、由表二數(shù)據(jù)可知：電極插入的深度一定時(shí)，兩電極間的距離越大，產(chǎn)生的電壓越小。可能的原因：電極吸引電荷的能力（或者說電級(jí)對(duì)電荷的控制力）是一定的，兩電極之間的距離越大，電極對(duì)電荷的吸引力就越小，所吸引的電荷數(shù)就越少，所以電壓

7、就越小。另外兩電極之間的距離越大，正電荷與電子相互移動(dòng)的阻力就越大，移動(dòng)的速度就越慢，所以電流就越小。3、由表三數(shù)據(jù)可知，兩電極間的距離一定時(shí)，電極插入的深度越深，產(chǎn)生的電壓越大。可能的原因：電極插入的越深，與水果的接觸面積就越大，可以吸引電荷的面積就越大，對(duì)電荷的吸引力變大，所吸引的電荷數(shù)就越多，所以電壓就越大。4、由表四數(shù)據(jù)可知，插入電極的粗細(xì)對(duì)產(chǎn)生電壓的大小沒有影響（測(cè)量精度）或影響較小。可能的原因：插入電極的粗細(xì)對(duì)兩電極之間的距離和電極與水果接觸的面積影響很小，所以吸引電荷的能力沒有太大差別，因此電壓幾乎沒有變化。5、對(duì)比表二和表三的數(shù)據(jù)，分析可知：水果電池電壓的大小，受兩電極與電解液

8、的接觸面積影響較大。 八、結(jié)論1、當(dāng)兩電極之間的距離、電極插入深度和電極粗細(xì)都相同時(shí)，介質(zhì)含酸的濃度越高，產(chǎn)生電壓越大。2、當(dāng)電極插入的深度一定時(shí)，兩電極間的距離越大，產(chǎn)生的電壓越小。3、當(dāng)兩電極間的距離一定時(shí)，電極插入的越深，產(chǎn)生的電壓越大。即水果類電池的電壓大小與其與某種電解質(zhì)接觸的面積成正比。4、插入電極的粗細(xì)（在一定范圍內(nèi)）對(duì)產(chǎn)生電壓的大小影響很微小，幾乎可以忽略不計(jì)。研究總結(jié)在對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行分析后我們不難發(fā)現(xiàn)：若想提高水果類電池的電壓，比較有效的方法是盡量增大電極與電解液的接觸面積并且根據(jù)水果本身特性，選擇含酸的濃度較高的水果進(jìn)行水果電池的制作。我們認(rèn)為，水果電池的制作不應(yīng)簡(jiǎn)單地停留在利

9、用水果實(shí)體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，更應(yīng)該利用水果本身導(dǎo)電的特性進(jìn)行實(shí)際的大規(guī)模生產(chǎn)與廣泛利用。首先，我們可以設(shè)法對(duì)不同水果的導(dǎo)電性能進(jìn)行進(jìn)一步較全面的實(shí)驗(yàn)探究，尋找最佳介質(zhì)。其次，我們可以調(diào)整電極與電解液的接觸面積，提高水果類電池的電壓，增效加益。對(duì)于推廣水果電池，并不只是簡(jiǎn)單的興趣使然，更重要的是，相比于普通電池，水果電池具有如下優(yōu)勢(shì)：1、眾所周知，現(xiàn)在市場(chǎng)上電池的主要類型是干電池、蓄電池、鋰電池等難以降解的化學(xué)能電池。水果導(dǎo)電同樣是利用化學(xué)能的轉(zhuǎn)化，但水果無公害，使用后的處理相對(duì)比較方便與環(huán)保，可以盡量避免由于對(duì)普通電池的分類回收處理不當(dāng)而導(dǎo)致的環(huán)境破壞。2、水果電池屬于新型電池，能夠吸引消費(fèi)者興趣?，F(xiàn)

10、今，人們的環(huán)保意識(shí)越來越強(qiáng)，水果電池將會(huì)成為人們更好的選擇。3、水果電池的成分為水果電解液。市面上有許多摻有水果成分的用品，不僅是食品，日用品也是比比皆是。如果水果電池能夠以“果香芬芳”的天然條件，吸引消費(fèi)者，那么水果電池的廣泛推廣則指日可待。當(dāng)然，我們?cè)谶M(jìn)行水果電池的制作中，也必須要考慮到如下問題：1、水果電解液在日常使用中，勢(shì)必會(huì)發(fā)生變質(zhì)的現(xiàn)象，如何解決這一問題是水果電池制作的關(guān)鍵之一。我們認(rèn)為，使用防腐添加劑是解決此問題的方法之一。但防腐添加劑是否會(huì)對(duì)水果導(dǎo)電性能產(chǎn)生影響？如，水果電解液中的物質(zhì)是否會(huì)與防腐添加劑發(fā)生反應(yīng)？防腐添加劑是否會(huì)降低水果電池的導(dǎo)電性？何種防腐添加劑適宜用于水果電

11、解液的防腐中？適宜的防腐添加劑是否廉價(jià)易得？這些都是我們需要進(jìn)一步探討的問題。2、腐爛的水果是否具有導(dǎo)電性還有待探究。在本次實(shí)驗(yàn)中，我們沒有進(jìn)行對(duì)腐熟水果導(dǎo)電性能的研究。但在實(shí)際生活中，腐爛的水果可以成為很好的肥料，那么，它的導(dǎo)電性能是否也沒有改變呢？若能夠以腐爛水果制作水果電池則能避免種植的水果腐爛后只能大批處理的浪費(fèi)現(xiàn)象，有效地利用資源。3、電解液的提取問題同樣不可忽視。畢竟，水果種植的第一目的是食用，如何尋找電解液的來源是一大難題。我們認(rèn)為，可以通過生物組培的方式進(jìn)行對(duì)水果的大批量短期培養(yǎng)，但前提是保證電解液導(dǎo)電性能無明顯變化（實(shí)驗(yàn)探究）。4、通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，單一水果的電壓過小，不足以

12、提供可供用電器工作的電壓。是否可以考慮將多種水果的電解液按一定比例混合，通過實(shí)驗(yàn)分析，尋找最佳組合，或是提高電池中單一水果電解液的濃度，以增大電壓。文獻(xiàn)目錄網(wǎng)站資料： - 61k1.2對(duì)熱水先冰現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)名稱：對(duì)熱水先冰現(xiàn)象（姆潘巴效應(yīng)Mpemba Effect）的實(shí)驗(yàn)與探究實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩?duì)同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下熱水和冷水的降溫速度進(jìn)行細(xì)致的觀察和記錄，從而探索熱水和冷水降溫過程中的規(guī)律，探討熱水先冰的姆潘巴現(xiàn)象存在的可能性。實(shí)驗(yàn)用品：兩只小燒杯和兩只小量杯、水、溫度計(jì)（量程為-5°至100°，分度值為1）、秒表、記錄紙。實(shí)驗(yàn)步驟與方法：實(shí)驗(yàn)一1 分別將200m

13、l的65°的熱水（沸水晾涼）和13°的冷水加入兩個(gè)小燒杯中，用正確方法分別將小燒杯中插入溫度計(jì)待水溫達(dá)到要求后，放入冰箱冷凍室（見圖片），開始每隔15鐘記錄一次溫度；記錄數(shù)據(jù)表格如下(表一)。同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下熱水和冷水降溫速度比較（表一） 單位:%次時(shí)間/分鐘01530456075901051201熱水溫度（°C）6535221396.531.50結(jié)冰1冷水溫度（°C）139631.50結(jié)冰2熱水溫度（°C）6536221410.58420結(jié)冰2冷水溫度（°C）13105.5310結(jié)冰2 將實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)在方格紙上描點(diǎn)，然后

14、將這些點(diǎn)用平滑曲線連接。 圖一 同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下熱水和冷水溫度下降曲線3. 現(xiàn)象：觀察結(jié)冰時(shí)的燒杯，發(fā)現(xiàn)熱水燒杯結(jié)冰面低于200ml的刻度線，顯示有液體缺失。冷水燒杯內(nèi)液體缺失不明顯。4.將每個(gè)時(shí)間段水溫下降的溫差與前一個(gè)時(shí)間段水溫下降度數(shù)的百分比相比較, 同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下熱水和冷水降溫速度比較（表二） 單位:%次降溫程度°C0min15min30min45min60min75min90min105min120min1熱水046.1%37.1%41%30.8% 27.8%53.8% 50%0結(jié)冰1冷水 030.8%33.3% 50% 50%0結(jié)冰 2熱水 04

15、4.6%38.9%36.4%25% 23.8%50% 50%0結(jié)冰2冷水 023.1% 45% 45.5% 66%0結(jié)冰5. 將計(jì)算所得數(shù)據(jù)在圖中描點(diǎn)，然后將這些點(diǎn)用柱狀圖連接。圖二 同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下單位時(shí)間內(nèi)熱水溫度下降比率比較圖三 同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下單位時(shí)間內(nèi)冷水溫度下降比率比較6.分析：（1）在同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，通過冷熱水各兩次的實(shí)驗(yàn)和記錄，所得數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。（2）從圖一可以看出，單位時(shí)間內(nèi)熱水下降速度比冷水快，但是在同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，熱水開始結(jié)冰的時(shí)間出現(xiàn)較晚（120分鐘）。（3）相反，從圖一可以看出，單位時(shí)間內(nèi)冷水下降速度比熱水慢，但是在

16、同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，冷水開始結(jié)冰的時(shí)間出現(xiàn)較早（75分鐘）。（4）從表二和圖二、圖三可以看出，熱水在開始和結(jié)冰前均有溫度加速下降趨勢(shì)，而冷水僅在結(jié)冰前有溫度加速下降趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，熱水先冰的現(xiàn)象（姆潘巴效應(yīng)Mpemba Effect）不存在，而是冷水先結(jié)冰。實(shí)驗(yàn)二1分別將10ml的95°的熱水（沸水）和6°的冷水加入小量杯中，放入冰箱冷凍室（見下圖），開始每隔5分鐘記錄觀察一次；記錄所見如下（表三）。時(shí)間/分鐘0 5 10 15 20 熱水溫度/°C 95 27 7 30結(jié)冰 冷水溫度/°C 6 30結(jié)冰2將實(shí)驗(yàn)

17、所得數(shù)據(jù)在方格紙上描點(diǎn)，然后將這些點(diǎn)用平滑曲線連接。圖四 少量同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下熱水和冷水溫度下降曲線3. 現(xiàn)象：觀察結(jié)冰時(shí)的小量杯，頁面未見液體缺失現(xiàn)象。4.分析：（1）在10ml同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，通過冷熱水各一次的實(shí)驗(yàn)和記錄，所得數(shù)據(jù)真實(shí)可靠。（2）從圖四可以看出，單位時(shí)間內(nèi)熱水下降速度比冷水快得多，但是在同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，熱水開始結(jié)冰的時(shí)間出現(xiàn)仍然較晚（20分鐘）。（3）相反，從圖四可以看出，單位時(shí)間內(nèi)冷水下降速度比熱水慢，但是在同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度條件下，冷水開始結(jié)冰的時(shí)間出現(xiàn)較早（10分鐘）。實(shí)驗(yàn)結(jié)論：在同質(zhì)同量同外部環(huán)境溫度的情況下，熱水先冰的現(xiàn)

18、象（姆潘巴效應(yīng)Mpemba Effect）不存在，而是冷水先結(jié)冰，并且與水的多少無關(guān)。小結(jié)與設(shè)想：1、 本實(shí)驗(yàn)與熱水先冰現(xiàn)象（姆潘巴效應(yīng)Mpemba Effect）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相反。其原因可能與實(shí)驗(yàn)的初始條件不同有關(guān)。如：發(fā)生熱水先冰現(xiàn)象時(shí)的冷熱水質(zhì)量不同；或液體中有添加物（牛奶中加糖或淀粉）。2、 可以多次重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，增加數(shù)據(jù)的可靠性。3、 可以進(jìn)一步做冷熱牛奶結(jié)冰的比較實(shí)驗(yàn)和液體中有添加物時(shí)的結(jié)冰實(shí)驗(yàn)。參考資料：1、專題小課本初中物理 物理實(shí)驗(yàn)與探究 總主編/鐘山，現(xiàn)代教育出版社。1.3水垢對(duì)家用電熱水壺?zé)醾鲗?dǎo)效率的影響 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握數(shù)字萬用表和數(shù)字鉗型電流表的使用方法，正確測(cè)量水壺的

19、功率和水壺的電阻；2、掌握溫度計(jì)的使用方法，正確測(cè)量水的溫度；3、掌握秒表的使用方法，正確測(cè)量時(shí)間；4、計(jì)算有無水垢情況下水壺?zé)醾鲗?dǎo)效率，對(duì)比分析水垢的影響。實(shí)驗(yàn)原理1、 家用電熱水壺的功率測(cè)量雖然每種水壺都有其標(biāo)稱的功率，但為了使結(jié)果更精確，需要對(duì)水壺的功率進(jìn)行測(cè)量。用數(shù)字萬用表測(cè)量負(fù)載的電壓，用數(shù)字鉗形電流表測(cè)量電流，得到U（伏特）和 I（安培），則功率為： P= U ×I ； 消耗的電能量為，即水壺的發(fā)熱量：W1= P ×t =U ×I ×t, 加熱所需要的時(shí)間（單位為秒）2、 水吸收的熱量初始溫度為T1（）,終止溫度為T2（）,質(zhì)量為m(克) W

20、2=4.19*m(T2-T1)（焦耳）3、 熱傳導(dǎo)效率： 本實(shí)驗(yàn)是通過測(cè)量水壺在有無水垢情況下的熱傳導(dǎo)效率來說明經(jīng)常清洗水垢對(duì)于家庭節(jié)能的重要意義。需要特別指出的是，為了避免水溫過高后所需要的氣化熱對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，本實(shí)驗(yàn)的終止溫度設(shè)定在80。實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備DT9801數(shù)字式萬用表,UT202數(shù)字鉗形電流表，酒精溫度計(jì)（-10-105）,蘇泊爾SW17P3-180牌電熱水壺（額定功率1.8KW,容量1.7L）,量筒（0-250mL），秒表，插線板。實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及原始數(shù)據(jù)1.將電水壺內(nèi)裝入適量的自來水（在上下刻度之間），開啟電熱壺，在6個(gè)不同的時(shí)間點(diǎn)分別測(cè)量電壓、電流的數(shù)值，將測(cè)量數(shù)據(jù)記入下表。 標(biāo)稱

21、額定功率：1.8KW時(shí)間（秒）0306090120150電壓U(V)229223223223223223電流I(A)7.807.707.657.657.657.652用量杯量出1.6升自來水，倒入電熱壺中（內(nèi)壁附著厚厚水垢）。測(cè)量此時(shí)水壺內(nèi)水的溫度T1.啟動(dòng)加熱，同時(shí)啟動(dòng)秒表，注意觀察溫度計(jì)的溫度。當(dāng)溫度到達(dá)80，停止秒表，記錄此時(shí)秒表的計(jì)數(shù)。如此重復(fù)3次，將上述相關(guān)數(shù)據(jù)記入下表。 T2=80，M=1600 g，附著厚厚水垢 初始溫度（） 202225加熱時(shí)間（秒）2702622503 清除壺內(nèi)水垢，重復(fù)2所述內(nèi)容。將結(jié)果填入下表 T2=80， M=1600 g ，清除水垢初始溫度（） 172

22、025加熱時(shí)間（秒）249236218 4 壺中加入1.6升清水，按下加熱開關(guān)后開始計(jì)時(shí)，水燒開后（電熱壺自動(dòng)跳開）停表，記錄所需要的時(shí)間為：291秒 。數(shù)據(jù)處理及結(jié)論1、 計(jì)算電熱壺的功率和電阻，見下表：標(biāo)稱額定功率：1.8KW時(shí)間（秒）0306090120150電壓U(V)229223223223223223電流I(A)7.807.707.657.657.657.65功率（W）=U×I1786.201717.101705.951705.951705.951705.95平均功率（W）=1724.232、 計(jì)算電熱壺的效率，見下表 m=1600 g，附著厚厚水垢 初始溫度T1（） 2

23、02225終止溫度T2（）808080加熱時(shí)間t（秒）270262250水壺發(fā)熱量W1（焦耳）=P×t=1724.23×t465542.10451748.26431057.50水吸收熱量W2（焦耳）=4.19×1600(T2-T1)402240388832368720熱交換效率(%)=W2/W186.4086.0785.54平均效率(%)=(1+2+3)/386.00 m=1600 g，清除水垢 初始溫度（） 172025終止溫度（）808080加熱時(shí)間（秒）249236218水壺發(fā)熱量W1（焦耳）=P×t=1724.23×t429333.27

24、406918.28375882.14水吸收熱量W2（焦耳）=4.19×1600(T2-T1)422352402240368720熱交換效率(%)=W2/W198.3798.8598.09平均效率（%）=(1+2+3)/398.443、 從上面的計(jì)算結(jié)果來看： 有無水垢，換熱效率相差=98.44%-86.00%= 12.44%4、 無水垢的情況下，燒開一壺水需要291秒，則在有水垢的情況下，燒開同樣的一壺水需要：291*98.44/86.00=333.09(秒)多耗時(shí)：333-291=42（秒）實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和討論1本實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果與預(yù)想一致，故可認(rèn)為實(shí)驗(yàn)是基本成功的。2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，

25、水垢具有隔熱作用，它阻礙了熱量的傳遞，在本實(shí)驗(yàn)中，使得熱效率降低了12.44%。3. 不要小看這12.44%， 根據(jù)上面計(jì)算的結(jié)果，燒開一壺水需要多耗42秒的時(shí)間。如果每天燒6壺開水計(jì)算，多耗電1.724*42*6/3600=0.12（KWh）,這足可以將一盞5W的節(jié)能燈點(diǎn)亮24小時(shí)。4、節(jié)能減排已是世界潮流，但節(jié)能減排不是空話，需要從我做起，從身邊做起。1.4提高筆記本電腦電池的使用壽命1. 前言隨著科技的進(jìn)步，筆記本電腦越來越普及，我們一家三口每人都有自己的筆記本電腦，在使用過程中，我們像許多上班族一樣，把筆記本放桌子上，充上電，很少真正長(zhǎng)時(shí)間使用電池，但不知不覺中電池的容量卻在不斷的降低

26、，一塊上千元的電池，還沒真正派上用場(chǎng)，就已在日常的使用中喪失了應(yīng)有的容量，壽命自然也縮短了。這引發(fā)了我們對(duì)筆記本充電原理的研究。經(jīng)過查閱資料，我知道了：電池的壽命主要取決于充放電的次數(shù)。我們平時(shí)使用筆記本電腦，基本上并不缺少外部電源，只是經(jīng)常挪動(dòng)筆記本的位置，由于不能及時(shí)接上外接電源，需要短時(shí)間使用電池，才造成過多的電池充放電機(jī)會(huì)。因此我設(shè)想：是否可以將電池分為兩塊呢？一塊是應(yīng)付短暫斷電的便宜的短時(shí)電池，一塊是在沒有外接電源時(shí)長(zhǎng)時(shí)間供電的長(zhǎng)時(shí)電池。通過合理的自動(dòng)控制，使得頻繁的充放電只針對(duì)短時(shí)電池，長(zhǎng)時(shí)電池不必頻繁充放電，從而提高了長(zhǎng)時(shí)電池的使用壽命。短時(shí)電池由于容量低，價(jià)格會(huì)便宜很多，即使經(jīng)

27、常充放電， 壽命縮短， 需要更換，從經(jīng)濟(jì)和環(huán)保角度看，也是合理的。2. 筆記本電腦充電原理研究和改進(jìn)設(shè)計(jì) (僅以Lenovo或IBM ThinkPad系列筆記本電腦為例)2.1 目前筆記本電腦充電原理圖一：目前筆記本電腦充電器原理如圖一所示，當(dāng)筆記本電腦連接外部電源時(shí)，外部電源不僅為筆記本提供工作電源，如果此時(shí)電池未充滿，外部電源同時(shí)給電池充電，直至檢測(cè)電路測(cè)得電池充滿，由控制電路切斷電池的充電電路。 只要外部電源可以供電，按照事先設(shè)定的閾值，每當(dāng)電池的容量低于閾值時(shí)，外部電源對(duì)電池充電，因而大大降低了電池的壽命。2.2 建議改進(jìn)的筆記本電腦充電原理圖二：改進(jìn)的筆記本電腦電池充電原理如圖二所示

28、，將筆記本電池分為短時(shí)(Es)和長(zhǎng)時(shí)(El)電池，平時(shí)有外接電源時(shí)，只連接Es，只有當(dāng)沒有外接電源并且Es不足時(shí)，才啟動(dòng)El。由于El較少機(jī)會(huì)連接進(jìn)電路，避免了頻繁的充放電，從而提高了長(zhǎng)時(shí)電池（El）的使用壽命?？刂齐娐稟和電路控制B可以通過檢測(cè)電路獲知有無外接電源、短時(shí)電池和長(zhǎng)時(shí)電源的容量信息等，從而決定是否將長(zhǎng)時(shí)電池從電路中斷開或接進(jìn)電路。有外接電源+短時(shí)/長(zhǎng)時(shí)電池容量未達(dá)設(shè)定閾值à充電短時(shí)/長(zhǎng)時(shí)電池有外接電源+長(zhǎng)時(shí)電池容量達(dá)到設(shè)定閾值à僅接入短時(shí)電池，斷開長(zhǎng)時(shí)電池?zé)o外接電源+短時(shí)電池容量不足à接入長(zhǎng)時(shí)電池，同時(shí)斷開短時(shí)電池3. 經(jīng)濟(jì)效益分析（研究?jī)r(jià)值，應(yīng)用前

29、景，研究的不足）電池的使用壽命主要指標(biāo)為充放電次數(shù)，目前市場(chǎng)上的筆記本電腦電池壽命(以Lenovo或IBM ThinkPad系列筆記本為例，下同)在500次左右，而我們每一次的插拔電源，基本上都是對(duì)接在電路里的電池的一次充放電。假設(shè)我們一天平均插拔電源1.5次，一塊電源的使用壽命也就一年左右。電池的容量跟所配置的電池芯數(shù)相關(guān)，芯數(shù)越多，容量越大，價(jià)格也就越高。市場(chǎng)調(diào)查顯示每芯的價(jià)格在200-400元左右（平均數(shù)，有的可能每芯會(huì)更高一些）。假如我們都用300元/芯的電池，將短時(shí)電池設(shè)計(jì)為1芯，長(zhǎng)時(shí)電池設(shè)計(jì)為目前人們常常選用的6芯。假設(shè)筆記本使用年限為5年，那么5年內(nèi)，我們?cè)诙虝r(shí)電池上的花費(fèi)為：3

30、00×1（芯）×5（5塊，5年）=1500元而長(zhǎng)時(shí)電池因?yàn)榇蟠鬁p少了充放電次數(shù)，5年內(nèi)基本不用更換。改進(jìn)前后在5年內(nèi)所需的費(fèi)用計(jì)算如下：原來費(fèi)用=300×6（芯）×5（5塊，5年）=9000元現(xiàn)在費(fèi)用=300×1（芯）×5（5塊，5年）+300×6（芯）×1（1塊，5 年） =3300元節(jié)約費(fèi)用=9000-3300=5700元 ?？梢?，成本比原來降低了63%。由于時(shí)間所限以及對(duì)于電池原理知識(shí)的了解不足，不能提出具體的電池參數(shù)以供論證，這是本文不足的之處。4其它：由于減少了電池的使用量，還有助于改善地球環(huán)境，符合環(huán)保

31、發(fā)展要求。5. 結(jié)束語本文旨在提出改善電池使用效率和壽命的方法，對(duì)于如控制電路的工作原理，充放電次數(shù)以外其他影響電池壽命的因素等都沒有詳細(xì)討論。 同時(shí)還應(yīng)進(jìn)行更多的市場(chǎng)的調(diào)查，以進(jìn)一步核實(shí)所提改進(jìn)方法的市場(chǎng)需求，獲得更精確的成本節(jié)省數(shù)據(jù)，給生產(chǎn)廠商提供更翔實(shí)的數(shù)據(jù)做出是否改進(jìn)的決定。 1.5用電器安全問題【摘要】本次實(shí)驗(yàn)主要針對(duì)用電器在家庭電路中的安全安置的問題進(jìn)行研究，利用了兩次不同實(shí)驗(yàn)方法并進(jìn)行比對(duì)后得出了用電器位于零線（用電器比開關(guān)更接近零線）時(shí)比位于火線更加安全的結(jié)論。最后對(duì)于實(shí)驗(yàn)中無法得出的數(shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步分析，并與老師進(jìn)行了交流，學(xué)到電荷守恒的定律及直流交流電路的差別。正文一、 提

32、出問題電燈是日常生活中必不可少的用電器之一，而觸電就成為了使用用電器最大的隱患，根據(jù)相關(guān)資料，一般家庭觸電是因?yàn)槿梭w直接碰觸帶電設(shè)備其中的一相時(shí)，電流通過人體流入大地，這種觸電現(xiàn)象稱為單相觸電。一旦觸電，較低電壓電流可使心跳 停止（或發(fā)生心室纖維顫動(dòng)），繼之呼吸停止。高壓電流則由于對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)強(qiáng)力刺激，先使呼吸停止，再隨之心跳停止。然而，我們?cè)谑褂秒姛魰r(shí)不會(huì)直接觸碰電源，開關(guān)也相對(duì)安全，更多的問題是因?yàn)橛秒娖?，那么為何錯(cuò)誤使用用電器會(huì)導(dǎo)致觸電？這樣的情況能否利用某種方式消滅這種隱患，以保證開關(guān)斷開時(shí)用電器一定安全？二、分析問題首先，我們先搞清為何大地可以與帶電設(shè)備形成回路，地線是用來將電流引入大地的導(dǎo)線;電器設(shè)備漏電時(shí),電流通過地線進(jìn)入大地。說明地線可能在家庭電路中起到了與零線相同的作用，也就是電源的負(fù)極。所以我們做出猜想：用電器位于零線、火線與人體是否觸電有關(guān)。其次，做出實(shí)驗(yàn)室電路圖： 12s理論分析：當(dāng)用電器位于1處時(shí)，開關(guān)斷開，人體與之接觸，相當(dāng)于與零線接觸，沒有觸電危險(xiǎn)； 當(dāng)用電器位于2處時(shí)，開關(guān)斷開，人體與之接觸，相當(dāng)于與火線接觸，有觸電危險(xiǎn)。（一）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)(1)原理人體觸電說明有電流經(jīng)過人體，所以可用一