我們曾經制作過這樣一種電池:在木塊兩邊分別釘上銅片和鋅片做電極,兩個電極上各連線一根導線,然後把裝置放在盛有醋或鹽水的燒杯中就成為一個簡單電池了。而且在初中物理課上我們曾經介紹過用圓形鍍鋅鐵片(即白鐵片)和銅片(或硬幣)各10餘塊,與浸透食鹽水的圓形硬紙片組裝成了伏打電堆。像柑橘這種水果含有檸檬酸等電解質,插入兩條不同金屬時,它們之間會有電壓,這就是柑橘電池。其實所有水果,甚至一般的植物、動物都含有某些電解質,都可以當作電池。那麼,我們能不能能製作一些既沒有汙染,又有些用途的綠色電池呢?
水果電池就是一個不錯的選擇。
我們小組於11月10日在學校內隨機進行了問卷調查,根據調查得知,有90%的學生聽說過水果電池,並且有70%的同學對水果電池有50%的瞭解程度。有80%的老師與同學
願意用這種小功率的電池並且認為這種電池的利用前景較廣,也有30%的人相信在中國未發射的火星探測儀器上,水果電池將被利用,並且維持較長時間(2個月左右)。
調查的結果讓我們充滿信心,於是,我們便迫不及待地開始實踐起來。
【器材準備】
1、 關於電池的種類、應用、危害、和製作方面的相關資料;
2、水果(柑橘、蘋果、獼猴桃、土豆、蕃茄、蔬菜(青菜、白菜、蘿蔔)等)、銅條(2CM×4.5CM)、鋅條或鎂條(2CM×4.5CM)、鉛筆芯(3-5CM)、電壓表(準確到0.01V)、小電珠(額定電壓2.5V)、砂紙、電烙鐵、松香、焊錫、導線若干、鱷魚夾2只。
製作柑橘電池的實踐步驟
S1. 磨焊
用砂紙將各種金屬、導線接頭、鉛筆芯(石墨),磨亮去鏽;並將一些導線焊接到金屬條、鉛筆芯上。
S2. 滾壓
先用手掌把一隻柑橘在桌面上滾壓以破壞其內部組織。用力要適當,既要達到破壞其內部組織的目的,又不要讓柑橘表皮破損以至於汁液滲透出來。
S3. 插條
將銅條和鋅條平行插入柑橘中深約3CM左右,兩金屬條平行間距小於5mm為宜。插入動作要慢一些,以避免柑橘汁液大量溢位(插金屬條時以斜插入為好)。
S4. 連線
將電子錶串聯入做好的電池中,並觀察電子錶的工作情況。
現象:
我們組製作的水果電池,有的使電子錶略有數字閃爍,時有時無;而有的電池卻使電子錶根本不工作。
S5. 探究
思考與疑問:電子錶數字時有時無,或根本不工作的原因是什麼?
猜想:原因可能是:電子錶本身有損壞或極性接反;導線焊接不牢或電路中有斷路發生;電壓不足……
是電壓不足。電子錶的工作電壓一般要1.5V左右。用電壓表測出讓電子錶數字時有時無的電池,電壓是0.92V;而電子錶不工作的供電水果電池電壓只有0.53V。
那麼我們可以用串聯電池的方法來解決電壓不足問題。
於是我們很興奮地進行實踐,果然發現用兩到三隻柑橘電池串聯作供電電源後,電子錶正常工作起來。大家頓時情緒激動起來。
具體應用
用製作的其它水果或蔬菜電池,給小燈泡供電。觀察並記錄小燈泡(額定電壓2.5V)的發光情況和所串聯的不同種電池的節數。
我們發現:小燈泡能較正常的發光,鴨梨電池要15個左右串聯;一般大小的紅富士蘋果電池要18個左右串聯。大梨需要13個左右串聯;蕃茄10個左右串聯;檸檬9個串聯。
而大梨四季平均價格在4.0元/千克左右(8只/千克),番茄在4.4元/千克左右(6只/千克) , 鴨梨在3.0元/千克左右(6只/千克),
蘋果在4.8元/千克左右(4只/千克)
實驗結果與資料
(所用電錶為靈敏電錶G表,用“格”代表電流大小)
1鴨梨(60g)
9格
2大梨(200g)
11格
3蘋果(50g)
6格
4番茄(20 g)
35格
5檸檬(20g)
40格
鴨梨+番茄
大梨+番茄
7格
蘋果+番茄
5格
蘋果+檸檬
鴨梨+檸檬
6.2格
大梨+檸檬
大梨+鴨梨
4格
(注:以上A+B型別均與“1”,“2”,“3”,“4”中所使用的材料相同且均為串聯)
根據表格我們可以知道,不同的水果,其內阻是不同的,番茄的電阻就相當小,而蘋果的電阻則相對較大。因而,在串聯之後,電錶的示數都有相應的減小。由此,我想我們可以得出水果電池力的大小的影響因素之一是水果本身的電阻。
但,很奇怪的是,在無意之間的行為下,我們找到了一個新的可能影響電池力大小的因素——壓力。
當同學在對檸檬施加豎直向下的壓力之後,突然間,我觀察到靈敏電錶的示數有較大的變化,從原先的40格一下子增加到了60格,這不得不讓我們驚歎。於是,我們便將其他水果也進行了壓強的實驗(這裡的水果為表中的幾種水果)。結果發現,番茄的變化示數也有較大幅度的增長,但像鴨梨和大梨還有蘋果這三種水果,其上升幅度則相對較小。只分別上升了5格,7格和4格。但透過我們上網詢問後,我們發現,原來正壓力(方向豎直向下)的確對水果電池的電力的輸出成指數型相關關係,透過使用托盤秤,我們發現,在0—200N的正壓力的作用下,水果電池所輸出的電壓會有一定的升高。且上升速度較快。當壓力F大於200N後,其增長趨勢明顯減弱。
壓力F(N)
電錶格數(格)
10
20
15
30
18
40
24
50
60
35
100
44
200
55
220
56
270
58
300
58.8
400
59
我們曾經制作過這樣一種電池:在木塊兩邊分別釘上銅片和鋅片做電極,兩個電極上各連線一根導線,然後把裝置放在盛有醋或鹽水的燒杯中就成為一個簡單電池了。而且在初中物理課上我們曾經介紹過用圓形鍍鋅鐵片(即白鐵片)和銅片(或硬幣)各10餘塊,與浸透食鹽水的圓形硬紙片組裝成了伏打電堆。像柑橘這種水果含有檸檬酸等電解質,插入兩條不同金屬時,它們之間會有電壓,這就是柑橘電池。其實所有水果,甚至一般的植物、動物都含有某些電解質,都可以當作電池。那麼,我們能不能能製作一些既沒有汙染,又有些用途的綠色電池呢?
水果電池就是一個不錯的選擇。
我們小組於11月10日在學校內隨機進行了問卷調查,根據調查得知,有90%的學生聽說過水果電池,並且有70%的同學對水果電池有50%的瞭解程度。有80%的老師與同學
願意用這種小功率的電池並且認為這種電池的利用前景較廣,也有30%的人相信在中國未發射的火星探測儀器上,水果電池將被利用,並且維持較長時間(2個月左右)。
調查的結果讓我們充滿信心,於是,我們便迫不及待地開始實踐起來。
【器材準備】
1、 關於電池的種類、應用、危害、和製作方面的相關資料;
2、水果(柑橘、蘋果、獼猴桃、土豆、蕃茄、蔬菜(青菜、白菜、蘿蔔)等)、銅條(2CM×4.5CM)、鋅條或鎂條(2CM×4.5CM)、鉛筆芯(3-5CM)、電壓表(準確到0.01V)、小電珠(額定電壓2.5V)、砂紙、電烙鐵、松香、焊錫、導線若干、鱷魚夾2只。
製作柑橘電池的實踐步驟
S1. 磨焊
用砂紙將各種金屬、導線接頭、鉛筆芯(石墨),磨亮去鏽;並將一些導線焊接到金屬條、鉛筆芯上。
S2. 滾壓
先用手掌把一隻柑橘在桌面上滾壓以破壞其內部組織。用力要適當,既要達到破壞其內部組織的目的,又不要讓柑橘表皮破損以至於汁液滲透出來。
S3. 插條
將銅條和鋅條平行插入柑橘中深約3CM左右,兩金屬條平行間距小於5mm為宜。插入動作要慢一些,以避免柑橘汁液大量溢位(插金屬條時以斜插入為好)。
S4. 連線
將電子錶串聯入做好的電池中,並觀察電子錶的工作情況。
現象:
我們組製作的水果電池,有的使電子錶略有數字閃爍,時有時無;而有的電池卻使電子錶根本不工作。
S5. 探究
思考與疑問:電子錶數字時有時無,或根本不工作的原因是什麼?
猜想:原因可能是:電子錶本身有損壞或極性接反;導線焊接不牢或電路中有斷路發生;電壓不足……
是電壓不足。電子錶的工作電壓一般要1.5V左右。用電壓表測出讓電子錶數字時有時無的電池,電壓是0.92V;而電子錶不工作的供電水果電池電壓只有0.53V。
那麼我們可以用串聯電池的方法來解決電壓不足問題。
於是我們很興奮地進行實踐,果然發現用兩到三隻柑橘電池串聯作供電電源後,電子錶正常工作起來。大家頓時情緒激動起來。
具體應用
用製作的其它水果或蔬菜電池,給小燈泡供電。觀察並記錄小燈泡(額定電壓2.5V)的發光情況和所串聯的不同種電池的節數。
我們發現:小燈泡能較正常的發光,鴨梨電池要15個左右串聯;一般大小的紅富士蘋果電池要18個左右串聯。大梨需要13個左右串聯;蕃茄10個左右串聯;檸檬9個串聯。
而大梨四季平均價格在4.0元/千克左右(8只/千克),番茄在4.4元/千克左右(6只/千克) , 鴨梨在3.0元/千克左右(6只/千克),
蘋果在4.8元/千克左右(4只/千克)
實驗結果與資料
(所用電錶為靈敏電錶G表,用“格”代表電流大小)
1鴨梨(60g)
9格
2大梨(200g)
11格
3蘋果(50g)
6格
4番茄(20 g)
35格
5檸檬(20g)
40格
鴨梨+番茄
6格
大梨+番茄
7格
蘋果+番茄
5格
蘋果+檸檬
5格
鴨梨+檸檬
6.2格
大梨+檸檬
6格
大梨+鴨梨
4格
(注:以上A+B型別均與“1”,“2”,“3”,“4”中所使用的材料相同且均為串聯)
根據表格我們可以知道,不同的水果,其內阻是不同的,番茄的電阻就相當小,而蘋果的電阻則相對較大。因而,在串聯之後,電錶的示數都有相應的減小。由此,我想我們可以得出水果電池力的大小的影響因素之一是水果本身的電阻。
但,很奇怪的是,在無意之間的行為下,我們找到了一個新的可能影響電池力大小的因素——壓力。
當同學在對檸檬施加豎直向下的壓力之後,突然間,我觀察到靈敏電錶的示數有較大的變化,從原先的40格一下子增加到了60格,這不得不讓我們驚歎。於是,我們便將其他水果也進行了壓強的實驗(這裡的水果為表中的幾種水果)。結果發現,番茄的變化示數也有較大幅度的增長,但像鴨梨和大梨還有蘋果這三種水果,其上升幅度則相對較小。只分別上升了5格,7格和4格。但透過我們上網詢問後,我們發現,原來正壓力(方向豎直向下)的確對水果電池的電力的輸出成指數型相關關係,透過使用托盤秤,我們發現,在0—200N的正壓力的作用下,水果電池所輸出的電壓會有一定的升高。且上升速度較快。當壓力F大於200N後,其增長趨勢明顯減弱。
壓力F(N)
電錶格數(格)
10
10
20
15
30
18
40
24
50
30
60
35
100
44
200
55
220
56
270
58
300
58.8
400
59