从零起步动手学电子
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第2课 电池

【学习目标】

(1)知道电池可以提供连续流动的电流,记住电流的单位。

(2)动手制作电池,了解电压,知道电压的单位。

(3)知道电池有正、负两个电极,学会使用电池。

【学习内容】

一、提出问题

摩擦起电现象持续时间不长,这给人们进行电学实验带来很大不便。是否还有其他可以得到电的方法呢?

令人刮目相看的橙子

所需材料:铜片、铁片(铝片也可,易拉罐皮打磨后即可)、导线、橙子(其他水果或蔬菜也可以)、小夹子、发光二极管。

小贴士:

为了避免浪费,水果、蔬菜可以选用不够新鲜的、不能吃的,只要不太烂,可以切开使用就行。

方法:把橙子切开,插上一个铜片,再插一个铁片,照此法做6~8个。用导线将一个橙子的铜片和另一个橙子的铁片连上(可用夹子夹住),连成一串,最后空出一个铜片和一个铁片,如图1-2.1所示。将发光二极管(小灯)正极接铜片,负极接铁片,这时发光二极管就亮了!

图1-2.1 用橙子点亮小灯

难道橙子有电么?

二、实验探究

实验一:听听电流声

所需材料:铜钥匙(铜片)、铝钥匙(铝片或铁片)、杯子、盐、清水、木筷子、耳机、两根细导线。

如图1-2.2所示,接一杯清水,往里面放入一两勺盐,用筷子搅拌,让盐在水中充分溶解。

把钥匙串在筷子上,注意两把钥匙不要挨上。把筷子搭在杯子上,使钥匙浸入盐水中,如图1-2.3所示。电池就做好了!

图1-2.2 配制盐水

图1-2.3 做好的电池

听一听电的声音!

找一副耳机,如图1-2.4所示,在插头的A、B处分别拴上两根导线, 戴好耳机,用手把两根导线的金属部分分别接触铜钥匙和铁钥匙,不断地接触和断开,如图1-2.5所示。

这时你可以听到轻微的“喀啦、喀啦”的声音。这就是电流通过耳机时发出的声音。

图1-2.4 耳机

图1-2.5 导线不断地接通或断开

我们做的这个实验装置叫“伏打电池”,它最早是由意大利科学家伏特发明的,是现代干电池的鼻祖(注:伏打又译作伏特)。

伏特(1745-1827)

看图1-2.6,说一说电池的基本结构。

图1-2.6 电池基本结构

有人把“化学药液”换成酱油、醋、可乐等液体,把金属片换成其他导电材料,同样可以做成电池,大家可以试一试。当然,你也可以用水果、蔬菜来充当“化学药液”制作电池。

实验二:自制电池并检测电流大小及方向

所需材料:万用表、自制电池。

步骤:

(1)自己制作电池。“化学药液”可以选择盐水、苹果等(见图1-2.7)。

图1-2.7 自制苹果电池

(2)使用万用表检测一下自制电池产生电的情况。

选择万用表直流“50µA”挡,如图1-2.8(a)所示;将两个表笔分别接到自制电池的两个金属片上,注意观察指针摆动情况。若指针反方向摆动,调换表笔接触的金属片,测一测不同的电池的电流。

我们可以发现如下现象。

1)指针会摆动到一定位置停住。

2)指针摆动方向不同:有的向左,有的向右。

3)指针摆动幅度不同:有的大,有的小。

这能说明什么?

1)指针摆到一定位置停住,说明电荷都向一个方向连续流动,我们称它为电流。

2)指针摆动方向不同,说明电流是有方向的。人们规定正电荷的移动方向为电流方向。所以万用表指针向右摆时,红色接线柱连接的叫电池正极,另一端则叫电池负极。

图1-2.8 用万用表检测电池

3)指针摆动幅度不同,说明不同电池驱动电流的能力也不一样,电池自身的这种能力叫电压,单位是伏特(V)。在同样的电流流通的路径上,电压高,电流也强。电流大小用安培(A)表示。

【操作任务】

一、观察干电池上标注的信息

在伏打电池的基础上,人们将电池不断改进,生产出定型的电池产品。现在,电池种类繁多,用途十分广泛,如图1-2.9所示。

图1-2.9 各种各样的电池

图1-2.10所示为干电池,又称一次性电池。仔细观察,电池上有很多信息,其中标注有“1.5V”,还有“+”“-”,这些标注是什么意思呢?

图1-2.10 5号干电池

1.5V相当于它工作时电池所提供的电压。“+”“-”指的是电池的正、负极。电流从正极流出,经过用电器流回负极。

二、用干电池驱动玩具电动机

所需材料:电池盒、电池、玩具电动机。

1.观察电池盒

如图1-2.11所示的电池盒,什么地方接电池正极?什么地方接电池负极?两根引线有什么作用?

图1-2.11 5号电池盒(3V)

电池盒内的弹簧通常接电池负极,金属片则接正极。红色导线一般为正极引线,黑色导线一般为负极引线。

2.驱动玩具电动机旋转,并观察电动机转向

如图1-2.12所示,在电动机轴上粘一个小纸片,可以借助它看清电动机旋转方向。

把电池装入电池盒中。正极接电动机一个接线端,负极接另一个接线端。电机会向一定方向旋转。调转电池的正、负极,电动机就向相反方向旋转。

流过电动机的电流方向不同,电动机转动方向也不同。

三、用光电池驱动音乐贺卡发声

所需材料:光电池1块、音乐贺卡。

图1-2.12 电动机正、反转实验

光电池又叫太阳能电池,如图1-2.13所示,它是用半导体材料制成的,光照在上面,可以产生电流。它同样有正、负极。

找一张音乐贺卡,取下里面的电池,并取下一个电池夹,如图1-2.14所示。

图1-2.13 光电池

图1-2.14 音乐贺卡内部音乐片

将光电池正、负极如图1-2.15所示分别接在音乐贺卡中音乐片的正、负极上,可以听到音乐声。最好在阳光下进行这项实验。

图1-2.15 用光电池驱动音乐贺卡发声

【课后练习】

1.填空

电荷的__________移动叫电流,描述电流大小的单位是__________,用字母__________表示。电压的单位是__________,用字母__________表示;一节普通干电池电压是__________V。电池盒的红色引线,表示电池的__________极;电池盒的黑色引线,表示电池的__________极。

2.认识常用电池的种类及用途

认识生活中常用电池的种类及用途,如手机、电动玩具、遥控器、计算器、电子手表、闹钟等所使用的电池。