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水果也能做电池?

2021-12-03

科学大观园 2021年23期
关键词:镀锌铜片原电池

1780年的一天,意大利解剖学家伽伐尼在做青蛙解剖时,两手分别拿着不同的金属器械,无意中同时碰在青蛙的大腿上,青蛙腿部的肌肉立刻抽搐了一下,仿佛受到电流的刺激,他称之为“生物电”。而意大利物理学家伏特在多次实验后则认为:伽伐尼的“生物电”之说并不正确。

青蛙的肌肉之所以能产生电流,大概是肌肉中某种液体在起作用。1799年,伏特把一块锌板和一块银板浸在盐水里,发现连接两块金属的导线中有电流通过。伏特用这种方法成功制成了世界上第一个电池“伏特电堆”,也即原电池。原电池发展至今,品种很多。当然,锂电池是当今技术稳定、使用较多的一种。

中学科技馆中有个很受学生欢迎的展品叫“手蓄电池”。那它的原理是什么呢?原理是利用人体的汗液作为电解液,铜棒、铝棒发生反应产生化学能,化学能转变成电能,使电流表指针转动。

具体来说,当用手握住不同的金属棒时,可看到电流计的指针发生偏转,证明有电流产生。这是因为我们手上的汗液是电解质,里面含有一定量的正负离子,握住不同的金属棒时,比如铝和铜棒,铝比铜活泼,铝棒与汗液中的负离子cl-发生化学反应生成三氯化铝,而把外层电子留在铝棒上,使其聚集大量负电荷,铜棒上聚集大量正电荷,此时铝棒、人、铜棒、电流计形成闭合回路。铝棒上的电子通过电流计将向铜棒移动,产生电流,故电流计指针偏转,这实际上就构成了一个简单的原电池。

笔者当中学科技馆志愿者多年来发现,不同层次的学生对此都非常感兴趣。年龄小的会询问其中的原理,而高中生基本知道这是原电池。交流中,好多同学都能进行知识迁移,想到水果电池的制作,这是科技馆体验后的意外惊喜。

对于水果电池,大家并不陌生,网上也有很多制作版本,笔者与我校高二(3)班科技小组成员在实验探索后发现,水果取材很丰富,可用蜜橘、脐橙、苹果、柠檬、西红柿等,取汁多的更佳,比如苹果、西红柿。两金属极片试用了50A或60A电瓶铜接头(以下简称铜片)与铝片,及铜片与M3×30沉头自攻螺丝(以下简称镀锌螺丝),将其插入西红柿,用电表测得一个铜铝电池的电压约0.2V,一个铜、镀锌螺丝电池的电压约0.55 V。

经小组讨论后,将得出以下小实验方案:

1、将铜片、镀锌螺丝依次插入同一个西红柿,两极间距离约1.5厘米。铜片、镀锌螺丝插深些效果更好。制作好6个这样的西红柿,铜片为正极,螺丝为负极。

2、用導线将铜片接螺丝依次串联起来,组成一个以铜片为正极、螺丝为负极的电池组。

3、最后将铜片接LED灯珠正极(白色线),螺丝接其负极(蓝色线),灯珠持续发光,效果明显。

4、升级实验:拆下LED灯珠,换上时钟,铜片接时钟正极,螺丝接其负极,时钟秒针立马转动起来,效果非常好。

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