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冰盒电池

足不出厨房,就能制作让LED灯亮起来的电池,你相信吗?你也许知道,电池的种类有很多。无论是小小的纽扣电池,还是巨型的工业电池,它们的工作原理都是一致的——将化学能转为为电能。电能可以驱动电子表、激活电动玩具、保障手机工作、为汽车启动时打火……不过今天我们要做的,是要制作电池,让LED灯亮起来!

材料:白醋、5根铜导线、5枚镀了锌的钉子、1个LED等。

步骤:

 

  1. 用铜线绕着钉子的底座部分,紧紧地绕5圈,露出大约8厘米的铜线。如何才能知道你拿的钉子是镀过锌的呢?镀锌的目的是为了防止铁钉生锈,所以如果你拿的是一根生了锈的铁钉,那这个科学游戏就不会成功了。镀过锌的铁钉,往往是亮闪闪的。
  2. 重复第一个步骤,准备好5个被长长的铜线缠好的钉子。
  3. 从你家的冰箱里拿出冻冰块用的冰盒,将白醋倒入其中的6个格中(一排3个)。
  4. 将刚才缠好铜线的铁钉依次放入冰盒的格子中,规则是:铁钉在一个格子中,铜线在相邻的格子里,接着,另一个铁钉放入这个格子,铜线继续向下一个相邻的格子里放,最后形成的结构如上图所示,钉子和铜线围成一个“U”字形。注意:要确保每一个格子中的铁钉和铜线是不碰触的,之间永远相隔着白醋。检查一下没有问题,我们就要开始最神奇的一步了。
  5. 将LED灯的两根导线分开,分别放入“铁钉、铜线‘U’字形”的两端,从电路通路上,使这个组合从“U”字形成一个“O”字形,或者说是形成一个首尾相连的通路,你发现什么奇迹了吗?如果LED没有亮,那就尝试把LED灯拿起来,转个180度,将两根导线放入和刚才相反的格子里,这次你的LED灯亮起来了吧?如果你的LED第一次就点亮了,也可以尝试换个方向放,问问自己为什么LED没有亮起来?

实验原理:在冰盒电池中,铜线中的铜和铁钉上的锌,形成了电池的两极,白醋中有大约4%-8%的的成分为醋酸,醋酸为导电液体,电子可以通过铜线,借助醋酸的帮助,到达铁钉(也就是表面的锌),这样一来,就会形成电流。一旦你将LED灯放入U字形的“缺环电路”中,马上就会形成一个完整的电路,其他的铁钉、铜线、白醋,则是串联在一起的电池组,它们为LED供电,点亮LED灯。那么为什么将LED灯调换方向放置时,会从亮变成熄灭,或者从熄灭变亮呢?你能告诉我答案吗?另外,你现在知道电池是怎样将化学能转为电能的秘密了吗?

参考链接:

https://www.stevespanglerscience.com/lab/experiments/ice-tray-battery/

本文发表于《知识就是力量》2017年12月刊:学海新知-冰盒电池

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