水果电池的制作

水果电池的制作与结果的探究与实践

对于当今中国，地大物博，资源储备量较高。但真正可利用的资源却只占少数，而且对资源的有效利用率和循环使用率也不高。随着祖国经济的发展，人民生活水平日趋提高，生活垃圾也在不断地增长，也造成了环境污染日趋严重这一情况。 因而，如何将有限的资源更好的利用起来，让工业生产与环境和谐发展，成为了人类面临的一个重大难题。

【背景】：电池，是人们生活中所必不可少的东西。目前我国市场上每年大约销售７０亿只电池；所使用的电池种类也越来越多，如铅酸蓄电池、碱锰干电池、碱性干电池和镍氢电池、锌银电池、锂电池、热激活电池、水激活电池等等。我国电池生产的主要产品是锌锰电池和镉镍电池。

电池的使用范围也十分的广，（1）日常生活中：手电筒，电子表，电动玩具，电视机、VCD、DVD、空调器等电器的遥控器等一般用干电池和纽扣电池；（2）随身听，复读机，手机中的可充电电池；（3）电动车、汽车、摩托车中的蓄电池等。（4）用于科学实验，如航空航天中的氢氧燃烧电池。

在电池通常的使用过程中，这些重金属物质被封装在壳体内，不会对环境和人体造成危害。但当电池被废弃后，由于长期机械或腐蚀等作用，使得电池内重金属与酸碱等物质泄漏出来，引起严重的环境污染问题。另外，有些工厂收购废电池后，只进行简单拆卸，取其有用部分，而将其余部分抛弃到环境中。引发严重的环境污染，污染土壤及地下水。随着废电池产生量的逐年增加,废电池的环境污染问题日益突出。

由此可见，如何才能够生产出一种既实用又环保的电池成为我们必须思考的问题。

在小学自然课上，我们曾经制作过这样一种电池：在木块两边分别钉上铜片和锌片做电极，两个电极上各连接一根导线，然后把装置放在盛有醋或盐水的烧杯中就成为一个简单电池了。而且在初中物理课上我们曾经介绍过用圆形镀锌铁片（即白铁片）和铜片（或硬币）各10余块，与浸透食盐水的圆形硬纸片组装成了伏打电堆。像柑橘这种水果含有柠檬酸等电解质，插入两条不同金属时，它们之间会有电压，这就是柑橘电池。其实所有水果，甚至一般的植物、动物都含有某些电解质，都可以当作电池。那么，我们能不能能制作一些既没有污染，又有些用途的绿色电池呢？

水果电池就是一个不错的选择。

我们小组于11月10日在学校内随机进行了问卷调查，根据调查得知，有90%的学生听说过水果电池，并且有70%的同学对水果电池有50%的了解程度。有80%的老师与同学

愿意用这种小功率的电池并且认为这种电池的利用前景较广，也有30%的人相信在中国未发射的火星探测仪器上，水果电池将被利用，并且维持较长时间（2个月左右）。

调查的结果让我们充满信心，于是，我们便迫不及待地开始实践起来。

【器材准备】

1、 关于电池的种类、应用、危害、和制作方面的相关资料；

2、水果（柑橘、苹果、猕猴桃、土豆、蕃茄、蔬菜（青菜、白菜、萝卜）等）、铜条（2CM×4.5CM）、锌条或镁条（2CM×4.5CM）、铅笔芯（3-5CM）、电压表（准确到0.01V）、小电珠（额定电压2.5V）、砂纸、电烙铁、松香、焊锡、导线若干、鳄鱼夹2只。





制作柑橘电池的实践步骤

S1. 磨焊

用砂纸将各种金属、导线接头、铅笔芯（石墨），磨亮去锈；并将一些导线焊接到金属条、铅笔芯上。

S2. 滚压

先用手掌把一只柑橘在桌面上滚压以破坏其内部组织。用力要适当，既要达到破坏其内部组织的目的，又不要让柑橘表皮破损以至于汁液渗透出来。

S3. 插条

将铜条和锌条平行插入柑橘中深约3CM左右,两金属条平行间距小于5mm为宜。插入动作要慢一些，以避免柑橘汁液大量溢出（插金属条时以斜插入为好）。

S4. 连接

将电子表串联入做好的电池中，并观察电子表的工作情况。

现象：

我们组制作的水果电池，有的使电子表略有数字闪烁，时有时无；而有的电池却使电子表根本不工作。

S5. 探究

思考与疑问：电子表数字时有时无，或根本不工作的原因是什么？

猜想：原因可能是：电子表本身有损坏或极性接反；导线焊接不牢或电路中有断路发生；电压不足……



是电压不足。电子表的工作电压一般要1.5V左右。用电压表测出让电子表数字时有时无的电池，电压是0.92V；而电子表不工作的供电水果电池电压只有0.53V。





那么我们可以用串联电池的方法来解决电压不足问题。



于是我们很兴奋地进行实践，果然发现用两到三只柑橘电池串联作供电电源后，电子表正常工作起来。大家顿时情绪激动起来。








具体应用

用制作的其它水果或蔬菜电池，给小灯泡供电。观察并记录小灯泡（额定电压2.5V）的发光情况和所串联的不同种电池的节数。

我们发现：小灯泡能较正常的发光，鸭梨电池要15个左右串联；一般大小的红富士苹果电池要18个左右串联。大梨需要13个左右串联；蕃茄10个左右串联；柠檬9个串联。

而大梨四季平均价格在4.0元/千克左右（8只/千克），番茄在4.4元/千克左右（6只/千克） ， 鸭梨在3.0元/千克左右（6只/千克），

苹果在4.8元/千克左右（4只/千克）

实验结果与数据
（所用电表为灵敏电表G表，用“格”代表电流大小）

1鸭梨（60g)
9格






2大梨（200g）
11格






3苹果（50g)
6格






4番茄（20 g)
35格






5柠檬(20g)
40格






鸭梨+番茄
6格






大梨+番茄
7格






苹果+番茄
5格






苹果+柠檬
5格






鸭梨+柠檬
6.2格






大梨+柠檬
6格






大梨+鸭梨
4格








（注：以上A+B类型均与“1”，“2”，“3”，“4”中所使用的材料相同且均为串联）

根据表格我们可以知道，不同的水果，其内阻是不同的，番茄的电阻就相当小，而苹果的电阻则相对较大。因而，在串联之后，电表的示数都有相应的减小。由此，我想我们可以得出水果电池力的大小的影响因素之一是水果本身的电阻。

但，很奇怪的是，在无意之间的行为下，我们找到了一个新的可能影响电池力大小的因素——压力。

当同学在对柠檬施加竖直向下的压力之后，突然间，我观察到灵敏电表的示数有较大的变化，从原先的40格一下子增加到了60格，这不得不让我们惊叹。于是，我们便将其他水果也进行了压强的实验（这里的水果为表中的几种水果）。结果发现，番茄的变化示数也有较大幅度的增长，但像鸭梨和大梨还有苹果这三种水果，其上升幅度则相对较小。只分别上升了5格，7格和4格。但通过我们上网询问后，我们发现，原来正压力（方向竖直向下）的确对水果电池的电力的输出成指数型相关关系，通过使用托盘秤，我们发现，在0—200N的正压力的作用下，水果电池所输出的电压会有一定的升高。且上升速度较快。当压力F大于200N后，其增长趋势明显减弱。



















压力F(N)
电表格数(格)

10
10

20
15

30
18

40
24

50
30

60
35

100
44

200
55

220
56

270
58

300
58.8

400
59