小电池大作用

文内蒙古包头市第九中学 樊午龙 王逸轩 张 靖

小电池大作用

文内蒙古包头市第九中学 樊午龙 王逸轩 张 靖

最近我们在化学课上学习了电解池，物理课上学习了磁生电，多种产生电的方式使我们对电产生了浓厚的兴趣。作为生活中最常见的供电装置，电池更是吸引了我们的目光。我们决定对电池的功效与回收利用展开研究。

一、电池概述

电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，具有正、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池。

电池用作能量来源时可以得到具有稳定电压、稳定电流、长时间供电、不易受外界影响的电流。

二、实验探究电池功效

实验一

1.实验材料

足量锡纸（口香糖包装纸），3节五号电池，3节钮扣电池，隔热指套，裁纸刀，水，万用表。

2.实验过程

先将锡纸剪成杠铃形，再将电池装入制成的纸套中，将锡纸两端光滑面与电池正、负极相连，可明显看到中间狭窄部分迅速变黑，冒烟，最终被点燃。实验后将未燃尽的锡纸放入水中。

3.实验原理

包装用的锡纸其实是铝箔纸，一面是铝箔，一面是纸。铝箔能导电，被剪成长条的铝箔相当于一根电阻很小的导线。铝箔两端接入电池正、负两极时有很大的电流通过，铝箔发热，点燃纸片。这是一种电热现象。

锡纸的形状也能影响点火效果。我们进行了三组实验，分别是1节五号电池、2节五号电池、2节钮扣电池。锡纸中间部分较窄，电阻较大，在等量的电流下，电阻大的发热更多。增加一节电池时，电压增加1倍，电流变成原来的2倍，发热量变成原来的4倍，所以就会瞬间起火。

在实验过程中，有一个现象让我们很不解：2节1.5V电池可以使锡纸迅速点燃，但2节2V的钮扣电池接通电路后却没有任何现象出现，锡纸也没有发热。这是为什么？对于这个问题，我们将作进一步研究。

实验二

1.实验材料

细导线（裸露），订书钉，8节五号电池，支架，铅笔，万用表，磁铁，镊子，开关等。

2.实验过程

将两根导线拉直后平行固定在支架上并绷紧，间距小于1厘米，再把订书钉左右下端向中间弯折，使之构成环形并套在两根导线上。

为使实验效果更明显，用铅笔涂抹导线，减少摩擦，再将并排固定的磁铁横置于两根导线的正下方，将订书钉放置一端，再将两根导线的同一端接入12V电路中，连通电路。这时可以看到订书钉在轨道上向前加速滑动，直至飞出导轨。

3.实验原理

订书钉中的电子通过磁场时受洛伦兹力的作用，带动订书钉向前。根据安培力定义式F=BIL可知，安培力与电流强度成正比，如果将电流成倍增加，也会产生巨大的作用力。在日常生活中，该原理被广泛应用于制动领域，如电动汽车、电磁炮等。

在实验中，我们还发现了一个问题：订书钉反复运动多次后表面变得粗糙，分别接通两根导线时电压示数有时为0，但订书钉不运动，且与导轨连接处出现冒烟现象。

我们猜测，可能是由于导轨发热使上面涂抹的炭蒸发了。查询资料时，我们在网上看到一个视频，其中演示了对一根碳棒加高压时碳棒大量冒烟后发光的实验。而我们的实验因为电压小，只能达到冒烟的效果。

实验过程

三、实验感悟

电池给人们的生活带来诸多便利，但若不合理使用，也会带来很多危害。单从我们的实验来看，两节电池串联的电压就能引燃锡纸，那些被丢弃的电池也很可能引起火灾，所以对废弃电池应妥善处理。

废旧电池“废则为害，收则为利”。我国每年电池的废弃量约两百多亿只，一只一次性电池含二氧化锰20%、锌25%、碳10%、铁10%、电解液20%、塑料10%、其他材料5%。按一只一次性电池质量为25克计算，每年废弃量达50万吨。如果这些一次性电池全部被回收，粗略估算，则可回收二氧化锰10万吨、锌12.5万吨、铁5万吨、塑料5万吨等。

每年废弃氢镍电池产出量约为1.4万吨，折合镍3 220吨、贮氢材料4 760吨、氧化亚钴280吨等。

锂离子电池含钴酸锂34%、碳19%、铜9%、铝6%、电解液与其他材料32%，每年废弃锂电池产生量约为6.75万吨，折合钴酸锂、镍钴酸锂、镍钴锰酸锂22 950吨、铜6 075吨、铝4 050吨等。如果能将它们回收利用，既能保护环境又能节约资源。