曹俊峰　張　弛

研究目的：

現(xiàn)代生產(chǎn)、生活和國防中大量使用電池。例如，錄音機(jī)、照相機(jī)、移動(dòng)電話、汽車、衛(wèi)星等均要使用電池。

與其他能源相比，電池有許多優(yōu)點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)換效率較高，供能穩(wěn)定可靠，可以制成各種形狀和大小，不同容量和電壓的電池及電池組，使用方便，易于維護(hù)，并可在各種環(huán)境下工作等。

但是，不同電池的性能差異還是很大的，不同性能的電池適用于不同的場(chǎng)合，選購前必須對(duì)所需電池有基本的了解，以使物取所需，物有所值。

根據(jù)書本知識(shí)，判斷一種電池的性能好壞和適用性，主要看這種電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少，或者輸出功率的大小以及電池的可儲(chǔ)存時(shí)間的長短。除特殊情況外，質(zhì)量輕，體積小而輸出電能多、功率大、可儲(chǔ)存時(shí)間長的電池，更適合使用者的需要。

為了能有效比較和客觀反映出不同電池之間的差異，我在老師的支持和指導(dǎo)下，組建了專門的研究小組，結(jié)合所學(xué)物理和化學(xué)知識(shí)，主要采用實(shí)驗(yàn)法對(duì)干電池的一些易比較的基本性能進(jìn)行了研究。

研究方法：

一、供壓性能的比較

由于電壓是電池性能的重要參數(shù)，所以首先完成與電池供壓性能有關(guān)的實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模罕容^普通碳性電池和堿性電池在提供電壓方面的性能差異。

實(shí)驗(yàn)器材：兩個(gè)規(guī)格一樣的手電筒，碳性和堿性電池各一節(jié)，電壓表，計(jì)時(shí)表。

實(shí)驗(yàn)方法：取碳性(即普通鋅錳干電池)和堿性電池各一節(jié)，用電壓表測(cè)出其初始電壓。再使用它們持續(xù)地給兩個(gè)規(guī)格一樣的手電筒供電，每隔5小時(shí)用電壓表測(cè)一次電壓，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果：根據(jù)所得數(shù)據(jù)，用電腦描繪出電壓一時(shí)間的變化曲線圖

結(jié)論：從兩者電壓變化趨勢(shì)來看，使用過程中，堿性電池比普通碳性電池電壓下降得慢。

二、電池內(nèi)阻變化性能的比較

新的猜想：既然已獲知，電池在使用過程中電壓會(huì)發(fā)生變化且可以測(cè)量出，那么我們也想知道，使用過程中電池的內(nèi)阻會(huì)不會(huì)變，可不可以進(jìn)行測(cè)量?

實(shí)驗(yàn)?zāi)康模和ㄟ^實(shí)驗(yàn)探究出，電池在使用過程中內(nèi)阻是否發(fā)生變化。

實(shí)驗(yàn)器材：碳性和堿性電池各一節(jié)，電壓表，電流表，導(dǎo)線，滑動(dòng)變阻器。

實(shí)驗(yàn)方法：利用伏安法進(jìn)行電池內(nèi)阻測(cè)量。首先測(cè)量并記錄下初始數(shù)據(jù)，然后用導(dǎo)線分別對(duì)兩節(jié)電池進(jìn)行放電，每隔2分鐘停止放電，使其冷卻到窒溫(排除溫度因素對(duì)實(shí)驗(yàn)可能造成的影響)，再測(cè)出其內(nèi)阻。

結(jié)論：從圖中可看出，堿性電池內(nèi)阻相對(duì)較小，但兩種電池的內(nèi)阻在使用過程中都會(huì)逐漸變大。由于電池內(nèi)阻大了，分壓大了，路端電壓也就小了，所以逐步削弱了對(duì)外供電的能力。

三、常見市售電池進(jìn)行性能比對(duì)

拓展：進(jìn)一步測(cè)試不同品牌的電池性能，以便今后更好地選擇電池。結(jié)果見以下2個(gè)表

研究結(jié)論

其實(shí)，我們?cè)谫徺I電池時(shí)，除了要考慮實(shí)際需求，還要結(jié)合具體的使用環(huán)境條件予以選擇。對(duì)于一些對(duì)電池供電功率要求不高或不是長時(shí)間持續(xù)使用的電器來說，不必購買太優(yōu)質(zhì)的電池，一般的碳性電池就足矣。例如遙控器、時(shí)鐘、電筒、電子打火器等；但對(duì)于一些長時(shí)間持續(xù)使用且電量消耗大的電器，如MP3、隨身聽等，則最好購買性能優(yōu)越的電池，這樣就不需要經(jīng)常更換，其實(shí)是合算的。另外，在使用完之后，不要將廢電池亂放、亂扔，應(yīng)注意保護(hù)好環(huán)境。