“水果电池”探究教学案例

一、课题确立的背景：

世界上最早的化学电池是意大利物理学家伏特设计并制成的。他把铜和锌作为两个电极插入食盐溶液中，制成了最简单的化学电池。在这个电池中，一个电极是铜片，另一个电极是锌片，电解质是稀硫酸。化学反应发生在电解质和电极之间，因为两个电极带异种电荷，它们之间就存在了电压。电压引起了电荷的流动。

我们设想，用其他方法取代伏特电池替代，减少环境污染，用水果代替其电解质，看看效果如何？

二、探究过程：

1．提出问题：影响水果电池电压的因素有哪些？

2．猜想：与水果的种类、成熟程度、金属片之间的距离有关。

3．进行实验：

找一些铜片和铝片，再剪一些比铜片和铝片大一些的纸片在醋里浸一下。在一个铝片的上面放一个纸片，在纸片上放个铜片，一个简易的化学电池就做好了，铜片是正极，铝片是负极，浸湿的纸片就是电解质。不过，这样的一个“电池”产生的电实在太微弱了，只能用灵敏的电表测到。如果把许多这样的“小电池”垒起来，让一个“电池”的铝片放在另一个“电池”的铜片上（这时铝片和铜片之间不要放纸片），这时产生的电流就强了一些，几个“电池”垒起来就能点亮一个发光二极管（一种通过很小电流就能发光的半导体元件）。如果很多这样的电池垒起来，电流就会很强了。也可以把铜片和铝片插进一些蔬菜水果里，如插在西红柿、柠檬里，这样就可以做成一个有趣的“水果电池”。

水果（苹果、梨子、橙子、橘子和西红柿等）中含有大量的水果酸，是一种很好的电解质。如果在水果中插入两个电极，就会象化学电池一样能产生出电流。影响水果产生电流大小的因素很多，有水果自身的原因（如水果的种类、水果的大小和成熟程度），还有外界的原因，如插入水果的两个电极的大小、两电极间距和插入的深度等因素。在研究多种变量的探究中，关键是要控制好变量，即在探究某个变量产生的电流的影响时，其它的各种变量保持不变，并在对照中发现该变量的影响效果。我们制造水果“电源”，这款电源，主要原料是马铃薯，大约有150多个。

由于马铃薯本身带有含磷的酸性物质，通过与铜丝和采用镀锌的钉子连接便可产生化学反应，在把镀锌的钉子插入马铃薯后，用铜丝再把每个马铃薯连接起来便可产生微弱的电量，理论上，任何带有酸性物质的柑橘类水果都可通过此方法提供电力。

考虑到需要足够的电力才能让带动音响进行工作，我们总共使用了500磅马铃薯，每个马铃薯可产生大约0．5伏特、0．2毫安的电量。通过并联，500磅重的马铃薯一共产生了5伏特、4毫安的电力。

把这些马铃薯放入卡车之后，该“马铃薯电源”成功地对收音机进行音乐播放提供了电源，音箱里发出了悦耳的声音。当然，这些用过的马铃薯不能食用。电池很快就腐烂。

4．分析论证：与我们的猜想一致。

三、小结与反思：

水果电池理论上能代替成品的电池，但其成本比较昂贵，虽然污染小了，付出的代价与使用价值不成正比，本着学习知识的态度，开展此次活动。

四、提出新的问题：希望科学家们制造出更环保的电池，为人类服务。