初中物理课题12：苹果电池.docVIP

课题1：苹果生电的实验

一、内容解读

一级主题“物质”下的二级主题——“物质的属性”下又有四个三级主题。其中第一个主题就是“能描述物质的一些属性。尝试将这些属性与日常生活中物质的用途联系起来”。该主题第一点“描述物质的一些属性”属于了解水平。该主题的第二点“尝试将这种属性与日常生活中物质的用途联系起来”属于独立操作水平。该主题通过理论联系实际,使得学生对自然界有了好奇,通过本课题“苹果生电”的实验研究,培养学生乐于探索自然界现象和日常生活中的物理学

1．课题目标

（1）了解生物体也可以产生电这一属性以及影响这一属性的因素。

（2）经历拟订简单的科学探究计划和实验方案,体会应用已知的科学规律去解释某些具体问题。具有初步的分析概括能力

（3）形成对自然界的好奇,领悟自然现象中的美妙,乐于探索自然现象和日常生活中的物理学。

2．背景描述

我们知道水的流动需要水位差,同样电荷的移动也要有电势差,一个电路中如要有电流就需要一种能维持这种电位差或电压的装置,这个装置就是电源。化学电池是生活中常用的电源,世界上最早的化学电池是伏打设计并制成的,他把银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——伏打电池。如图所示是简单化学电池的原理图,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,反应使锌电极带上负电荷,铜电极带上正电荷。因为两个电极带异种电荷,它们之间就存在了电压。电压引起电荷流动。如果把两个电极用导线连到电路中,自由电荷在电位差（或电压）作用下就会从电池的一个电极流向另一个电极,换句话说,化学电池在导线中产生了电流。电荷通过电解质流回,构成一个完整的回路。

水果中含有大量的水果酸,它也是一种很好的电解质,我们设想如果在一个苹果中插入两个电极,会不会象化学电池一样能产生电压呢？本课题就是利用苹果制作化学电池,来研究苹果能否产生电压,以及决定苹果所产生电压大小的因素。

二、材料器具

1．两枚镀锌的钉子,约10cm长两片跟钉子大小差不多的铜片,3根约30cm长、两端约2cm已剥去绝缘层的导线（材料）,两块弹子球大小的黏土,4只夹子（带弹簧）,3只苹果（大小不一样）

2．电流表（微安）、发光二极管（器具）

三、教学建议

本课题是学生在学习了电流和电路后开展的研究,此时学生已经知道了电流的概念及一些常用的电器元件,如电池、电流表、电压表等。也知道了金属中有自由移动的电子,这些电子平时它们的运动是杂乱无章的,一旦接上电池后,它们就受到了推动,出现了定向移动,于是形成了电流。同时学生也知道一些常用的电池及干电池的内部结构。教师在此基础上可以提出,除了干电池外,有没有湿电池,从而提出化学电池的概念。在教学过程中教师可以向学生介绍一下电池产生的历史,伏打电池的结构和原理等。接着教师可以再提出这样的问题：水果也能制作电池,你也试试吧。哪种水果、电极组合好些？之后由学生讨论寻找材料,在本课题中学生提出了用苹果做电池,并设计了实验方案。

研究苹果电池电流、电压的大小和苹果大小无关；

研究苹果电池电流、电压大小与电极插入深度的关系；

研究苹果电池电流、电压大小与电极大小的关系；

研究苹果电池电流、电压大小与电极间距离的关系；

研究苹果电池的放电时间长短；

研究苹果电池的驱动能力。

提示：每一位同学体验完后要用酒精棉花对线头进行处理后再让另一位同学体验本实验应该是开放式的探究实验,教师除了必要的指导外,都有学生自己来完成。

提示：每一位同学体验完后要用酒精棉花对线头进行处理后再让另一位同学体验

四、活动展开

1．动手实践,自主探究

把一枚镀锌的钉子插入苹果中,留出约3~4cm的钉子在苹果外面,同时把一片铜片插进苹果。在钉子与铜片露在苹果外面的一端连接上导线,叫三名同学上来,将两根导线的另外一端放在学生的舌头上,三名同学都体验完后,让他们谈一谈自己的感受。三位同学都回答舌头感到有点麻。教师问：为什么从插在苹果上的钉子与铜片接出的导线放在舌头上感觉到麻呢？

2．观察议论,大胆猜想

学生经观察讨论后回答出是由于产生了电流的缘故后,教师继续问：

苹果电池产生的电流、电压的大小和哪些因素有关呢？

它又能持续多长时间呢？

苹果电池能驱动仪器和设备工作吗？

建议：让学生观察整个装置,讨论分析原因采取怎样的措施可以让苹果电池的电流（电压）增加

建议：让学生观察整个装置,讨论分析原因

学生相互议论：

电极上的正负电荷

苹果电池和化学电池非常相似,化学电池由两个电极组成,电极与电解质发生化学反应使一个电极上带负电荷,另一个电极上带正电荷。

电流大小跟电极和苹果接触面的关系

电极上带的电荷越多电流越大,那么插入苹果中的两个电极增大,电极与果酸的接触面积增大,反应变得强烈,产生的电流（电压）相应增大。

电流大小跟两个电极相互之