1、小朋友们,看到这么多各式各样的水果,有没有让你垂涎三尺呢?水果是我们不可缺少的一种食物,它丰富的维生素能让我们身体变得很健康,充足的水分能让我们充满活力,鲜艳的颜色和可爱的造型成为许多艺术作品的宠儿。研究发现水果中富含的果酸可以防止皮肤衰老,顿时水果又成了美容界的大王。水果的妙用就仅此而已了吗?最近有研究发现,水果可以发电,利用水果发电甚至可以替代电池点亮小灯泡,制作小闹钟,运作电子计算器,这些都是真的吗,怎样才能使水果发电呢?今天好奇探长将亲身试验,告诉你答案。4好奇调查什么样的水果能够发电?为什么?(百分比显示调查)5召集好奇小组找到四位成员一起开始进行调查!(四位成员个人档案介绍)6大调
2、查一找到专家了解发电原理来到华东师范物理实验室(1)电是什么?电是能的一种形式,包括负电和正电两类,它们分别由电子和质子组成,也可能由电子和正电子组成,通常以静电单位(如静电库仑)或电磁单位(如库仑)度量,从摩擦生电物体的吸引和排斥上可以观察到它的存在,在一定自然现象中(如闪电或北极光)也能观察到它,通常以电流的形式得到利用。如:正电;负电;静电;电阻(2)发电站各种发电方式的发电原理是怎样的呢?主持人:今天我们在物理实验室就要亲自来发电,可是我们要用什么方式呢,看了就知道!(在物理实验室里在专家的帮助下,用几种不同的方式来人力发电,需同专家讨论)(4)专家说法,分别说明我们在实验室采用的不同
3、发电方式的原理。(例如脚踏车发电等) 强调出人力发电。可做實驗:雅各布天梯、輝光槃、魔幻球、氣體起電(均為模仿自然現象)靜電起電:維氏起電機、範德格拉夫起電機動點發電:法拉弟原理、手搖發電、腳踏發電、電站、太陽能發電、受蓄電池、氫電池7好奇小贴士什么是莱顿瓶?小朋友们,电是我们生活中非常重要的能源之一,为了生活的方便我们需要很多很多的电,可是这些电要怎样保存起来呢,世界上第一个可以保存电的容器是什么样子的呢?好奇探长马上告诉你!穆欣布罗克的发现,使电学史上第一个保存电荷的容器诞生了。它是一个玻璃瓶,瓶里瓶外分别贴有锡箔,瓶里的锡箔通过金属链跟金属棒连接,棒的上端是一个金属球,由于它是在莱顿城发
4、明的。所以叫做莱顿瓶,这就是最初的电容器。电学家们不仅利用它们作了大量的实验,而且做了大量的示范表演,有人用它来点燃酒精和火药。其中最壮观的是法国人诺莱特在巴黎一座大教堂前所作的表演,诺莱特邀请了路易十五的皇室成员临场观看莱顿瓶的表演,他让七百名修道士手拉手排成一行,队伍全长达900英尺(约275米)。然后,诺莱特让排头的修道士用手握住莱顿瓶,让排尾的握瓶的引线,一瞬间,七百名修道士,因受电击几乎同时跳起来,在场的人无不为之口瞪目呆,诺莱特以令人信服的证据向人们展示了电的巨大威力。8大调查二大实验一:(1)用工作人员准备的五种水果,分别与探员那个和探长测试电力分别列出发电最持久,发电力最强的水
5、果排行榜前5名。(2)用这五种水果尝试发动小挂钟,手拿小电扇和电子计算器。专家说法:水果中含有果酸,能电离出酸根离子和氢离子,是电的良导体。可以把水果当作酸溶液来看。因此,酸度越高的水果发电力越强。(黄梨汁、柠檬汁和醋混合而成的“果汁”,发电效果最好、最持久。他们还不断实验,最后确定80黄梨汁、10柠檬汁和10醋的配方。柠檬汁发电能力虽最好,可是柠檬汁太浓,会粘住电极。时间一长,发电能力会减弱。)由于水果产生的电流非常不稳定,其数字一直不停地往下降,很难准确的读出,因此只对串联电压进行实验测定。探究七水果电池应用前景的探究通过上述大量而系列的探究活动,我们知道了所有的水果、瓜果都可以做成瓜果电
6、池,但是这些瓜果电池的单个发电量都很微弱。我们可以采取什么措施,能使瓜果电池有实际应用呢?对此,我们继续开展探究活动。实验一:水果电池计算器的制作。(一)器材准备:柑橘10个、铜片、锌片、导线、计算器。(二)实验装置设计示意图如下:(三)实验操作步骤:检查实验用的计算器的额定电压为3V;根据锌、铜电极做成的椪柑电池能产生0.8V电压,计算出计算器至少需要4个椪柑串联的电池(40.8V=3.2V)才能启动工作;将4个椪柑串联成电池组,用万用表测定椪柑电池组的实际电压;将椪柑电池组的电源接到计算器上。如果上述电池组不能使计算器工作,再逐渐增加椪柑电池的个数。(四)根据上述的实验设计,我们开始将4个
7、椪柑组成的电池组,用万用表测定它的电压时,发现实际电压只有2.94V,于是我们逐渐增加椪柑电池的个数,当8个椪柑串联时,实际电压已达到4.7V,按照理论讲,此时计算器应该可以工作了。我们把计算器与电池组接通后,在液晶显示屏上开始出现数字,我们高兴的叫了起来,但当开始利用计算器进行计算时,却发现它的运算速度非常地慢,不能快速地进行工作。于是,又将椪柑增加到14个,电压达到6.5V,计算器能够正常工作。大家都高兴,何也同学特意在计算器中输入“20090212”等数字,表示该实验是在2009年2月12日取得成功的。实验二:水果电池小时钟的制作。检查小时钟的额定电压为1.5V;根据锌、铜电极做成的椪柑
8、电池能产生0.8V电压,计算出计算器至少需要2个椪柑电池(20.8V=1.6V)才能启动工作,但根据上述水果电池计算器实验的经验,决定用六个椪柑串联,让实际电压达到3V以上时,小时钟可能才会工作;将六个椪柑电池串联成电池组,用万用表测定椪柑电池组的实际电压;将椪柑电池组的电源接到小时钟上。(四)根据上述实验设计,把六个椪柑串联起来,此时电压已达3.8伏,大家都认为小时钟应该会动。但实际情况并非如此,小时钟根本没有动的迹象。通过初步分析,大家认为可能电压不够大,就像上述实验一中,4.5V的电压不能让额定电压3V的计算器正常工作的情况一样。基于这种认识,我们把椪柑增加到16个,产生的实际电压高达9
9、.2伏,已大大超过额定电压的6倍多,但还是不能让小时钟走动。是什么原因呢?我们请教了学校物理专业的科学老师高海涛、刘乐峰等老师,他们认为虽然实际电压已远远超过额定电压,但是电流强度还是很微弱(根据公式I=/R,电阻很大导致电流很小),这是实验未能取得成功的关键因素。并且他们给我们讲解了串联电路中电压分配与内阻的关系:当内阻很大时,实际上分配到外部的电压较小(远小于电压表所测值);如何减小电源的内阻呢?根据并联电路电阻特点:并联越多,相当于横截面越大,电阻会越小。又根据电压分配特点:1/2=R1/R2,电源如果并联内阻就成倍减小,外部的电压会变大电流也会变大电器可能会工作,我们开始用并联的方法来
10、解决增加电流强度的问题。我们先将四个椪柑串联成一个电池组(实际电压为2.94V,已大于1.5V),电流强度为120mA,共做了25组,然后将25组电池组进行并联形成混合联电池,按理论计算,这个混合联电池的电压应该为2.94V左右,电流为3000mA左右。按理说小时钟应该会走起来了,当我们把电源接通时,大家都失望了,因为小时钟根本没有走。又是什么原因呢?用万用表一测,其电流只有243mA。为什么会这样呢?是线路联接出问题了吗?大家开始非常认真仔细地进行线路检查。检查结果表明,线路联接没问题。大家毫无办法,因此,又去请教科学老师,他们也没有明确而统一的答案。上网搜寻,大都只是谈到电源并联使用不妥,
11、如果并联,不但不能使电压增大,反而会使原来高压电源的电压降低。这样做不合乎道理,现实中几乎没有这样用的。这分明就是:两节串联是3V,再和一节1.5V并联,相当于给一节1.5V电池充电,这一节就是负载。如果三节是同容量的电池,其内阻是一样的话,那一节电池很快被充坏,两节串联的电池电量也很快被耗尽,充电电流会很大,超过其最大放电电流,电池会很热。也是很危险的,时间长了,甚至会爆炸!电压肯定小于3V。给第三节电池充电,电压从开始的3V开始降低,当把第三节电池消耗干净的时候电压稳定在1.5V左右而结束。1.5+1.5=3V3V和1.5串联的话3V会给1.5V充电,导致3V电压下降,1.5V上升,他们的
12、电压会不短的变化最后稳定在1.5V,实际计算中应该是考虑电池的内阻,然后通过内阻计算他们的分压问题。 关于电流改变问题的答案没有找到。至此,我们可以给“水果电池是否有应用前景”下结论了:就目前我们所具备的设备条件和知识储备而言,水果电池没有多大的应用前景。但根据电极材料的探究,我们认为,如果有更好的电极,水果电池一定会有发展的前途。大实验二:(1)现场探长制作一个水果电池(2)让100名同学用水果电池制作的小灯泡摆出“水果发电”四个大字。万用表(用来测试电流量),200颗带正负极的小灯泡9END水果发电能够运用到我们的实际生活中吗?专 家:对水果发电前景预测。10好奇提醒发生触电时应采取哪些救
13、护措施?小朋友们,电的确为我们的生活提供了极大的便利,我们的生活绝对离不开电,可是你们知道吗,电本生具有巨大的能量,因此电其实是非常危险的哦,所以好奇探长要告诉大家一些安全用电的方法:1)远离高压带电物体2)不用湿手触碰开关3)不要一次使用过多的电器,以免发生短路,造成危险。4)如果长时间的外出,记得出门前拔掉电源,避免长时间的用电造成电器过热引发火灾。5)如果发生停电,一定要关掉电源,防止突然来电烧坏电路,发生危险。6)如果有人触电,应立刻关掉总开关,然后用干燥的木棒将人和电线分开。小朋友们为了自身和他人的安全,你们一定要牢牢记住这些安全用电常识。最后好奇探长还要告诉小朋友们,电是一种重要能源所以我们要节约用电,随手关灯,养成节约用电的好习惯。
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