水电池探究实验课程.doc

一、利用“手感发电”探究人体发电的规律
（一）原理：
原电池的发明历史可追溯到18世纪末期，当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验，当用金属手术刀接触蛙腿时，发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏打认为这是金属与蛙腿组织液（电解质溶液）之间产生的电流刺激造成的。1800年，伏打据此设计出了被称为伏打电堆的装置，锌为负极，银为正极，用盐水作电解质溶液。1836年，丹尼尔发明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路信号灯。

原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负
极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
（二）器材：
手感发电互动装置

（三）探究活动
探究1：人体发电实验
步骤：1、双手同时触摸“手感发电互动装置”两侧
2、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数。
该示数为即为你本人的作为原电池的电压。
探究2：人体发电与接触面积的关系
步骤：1、双手同时3个手指触摸“手感发电互动装置”两侧，
2、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
3、双手同时5个手指触摸“手感发电互动装置”两侧，
4、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
5、双手同时手指和手掌触摸“手感发电互动装置”两侧
6、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
7、比较各次实验数据，总结出人体发电与接触面积的关系
探究3、人体发电与手掌温度的关系
步骤：1、双手同时触摸“手感发电互动装置”两侧
2、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
3、搓动双手，使手掌的温度升高
4、双手同时触摸“手感发电互动装置”两侧
5、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
6、比较各次实验数据，总结出人体发电与手掌温度的关系
探究4：调查不同人群的发电能力
步骤：1、全班同学分成男女两组
2、男同学分别发电，并作记录
3、女同学分别发电，并作记录
4、比较各组实验数据，得出男女同学平均发电能力的差异
探究5、串并联人体发电对发电能力的影响
步骤：1、一个同学双手触摸“手感发电互动装置”两侧，
2、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
3、两个同学左右手相握后另外两手同时触摸“手感发电互动装置”两侧，
4、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
5、三个同学左右手相握后另外两手同时触摸“手感发电互动装置”两侧，
6、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
7、比较各次实验数据，总结出人体串联发电的规律
8、两个同学同时两手触摸“手感发电互动装置”两侧，
9、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
10、三个同学同时两手触摸“手感发电互动装置”两侧，
11、读出“手感发电互动装置”中央位置的电压表示数并做好记录。
12、比较各次实验数据，总结出人体并联发电的规律
（四）实验报告：
要求
1、 自己设计实验表格
2、 写清：实验名称、实验目的、实验原理、实验器材、实验预期结果、实验步骤、实验数据记录、实验结果、分析实验结果与实验预期结果是否一致以及的原因、实验的进一步设想或此次实验的体会

二、利用“水电池比较”不同的液体发电能力
（一）原理：
原电池的发明历史可追溯到18世纪末期，当时意大利生物学家伽伐尼正在进行著名的青蛙实验，当用金属手术刀接触蛙腿时，发现蛙腿会抽搐。大名鼎鼎的伏打认为这是金属与蛙腿组织液（电解质溶液）之间产生的电流刺激造成的。1800年，伏打据此设计出了被称为伏打电堆的装置，锌为负极，银为正极，用盐水作电解质溶液。1836年，丹尼尔发明了世界上第一个实用电池，并用于早期铁路信号灯。

原电池的工作原理原电池反应属于放热的氧化还原反应，但区别于一般的氧化还原反应的是，电子转移不是通过氧化剂和还原剂之间的有效碰撞完成的，而是还原剂在负
极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极上，氧化剂在正极上得电子发生还原反应，从而完成还原剂和氧化剂之间电子的转移。两极之间溶液中离子的定向移动和外部导线中电子的定向移动构成了闭合回路，使两个电极反应不断进行，发生有序的电子转移过程，产生电流，实现化学能向电能的转化。
从能量转化角度看，原电池是将化学能转化为电能的装置；从化学反应角度看，原电池的原理是氧化还原反应中的还原剂失去的电子经外接导线传递给氧化剂，使氧化还原反应分别在两个电极上进行。
（二）器材：
水电池探究实验装置、自来水、河水、湖水、纯净水、海水（用盐水替代）、PH试纸

（三）探究活动
探究1：测量电池的电压
步骤：1、将左侧水池中注满自来水
2、读出仪器中央处电压表的电压值，该值即为电池的电压
探究2：电池电压与水深的关系
步骤：1、将左侧水池中注入1/4深自来水
2、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
3、将左侧水池中注入2/4深自来水
4、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
5、将左侧水池中注入3/4深自来水
6、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
7、将左侧水池中注满自来水
8、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
9、比较各次实验数据，总结出电池电压与水深的关系。
探究3：比较各种水发电的电压
步骤：1、将左侧水池中注满自来水
2、 读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
3、将左侧水池中注满河水
4、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
5、将左侧水池中注满湖水
6、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
7、将左侧水池中注满江水
8、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
9、将左侧水池中注满海水
10、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录
11、将左侧水池中注满纯净水
12、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
13、比较各次实验数据，给自来水、河水、湖水、海水、纯净水的发电能力按照由大到小的顺序进行排队。
探究4：电池发电能力与水的酸碱度的关系
步骤：1、用PH试纸分别测试自来水、河水、湖水、海水、纯净水的酸碱度，并记录。
2、 将自来水、河水、湖水、海水、纯净水的酸碱度按照由大到小的顺序排队
3、 参照“探究3”的结果，得出各种水的酸碱度与发电能力的关系
探索5：几种饮料电池的发电能力的比较
步骤：1、将左侧水池中注满自来水
2、 读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
3、将左侧水池中注满可乐
4、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
5、将左侧水池中注满盐汽水
6、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
7、将左侧水池中注满橙汁
8、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
9、将左侧水池中注满红茶饮料
10、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录
11、将左侧水池中注满脉动饮料
12、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
13、比较各次实验数据，给自来水、可乐、盐汽水、红茶饮料、脉动饮料的发电能力按照由大到小的顺序进行排队。
探索6：电池的发电能力与饮料的酸碱度关系
步骤：1、用PH试纸分别测试自来水、可乐、盐汽水、红茶饮料、脉动饮料的酸碱度并记录。
2、将自来水、可乐、盐汽水、红茶饮料、脉动饮料的酸碱度按照由大到小的顺序排队
3、参照“探究5”的结果，得出各种饮料的酸碱度与发电能力的关系
探索7:各种水果电池的发电能力比较
步骤：1、将左侧水池中注满自来水并各加入1/8苹果
3、 读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
3、将左侧水池中注满自来水并各加入1/8梨子
4、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
5、将左侧水池中注满自来水并各加入1/8橘子
6、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
7、将左侧水池中自来水并各加入1/8柠檬
8、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
9、比较各次实验数据，给苹果、柠檬、梨子、橘子、柠檬的发电能力按照由大到小的顺序进行排队。
探索8：探究各种水果酸碱度与发电能力的关系
步骤：1、用PH试纸分别测试苹果、柠檬、梨子、橘子、柠檬水的酸碱度并记录。
2、将苹果、柠檬、梨子、橘子、柠檬水的酸碱度按照由大到小的顺序排队
3、参照“探究7”的结果，得出各种饮料的酸碱度与发电能力的关系
探究9：不同蔬菜汁的发电能力比较
步骤：1、将西红柿、冬瓜、马铃薯、香葱、塔菜等大致相同体积炸成汁（大致相同的水）
2、将左侧水池中注满西红柿汁
3、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
4、将左侧水池中注满冬瓜汁
5、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
6、将左侧水池中注满马铃薯汁
7、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
8、将左侧水池中注满香葱汁
9、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录。
10、将左侧水池中注满塔菜汁
11、读出仪器中央处电压表的电压值，并做好记录
12、比较各次实验数据，给西红柿、冬瓜、马铃薯、香葱、塔菜的发电能力按照由大到小的顺序进行排队。
探究活动10、发电pk赛
A、水发电比赛组：甲组用左边水槽、乙组用右边水槽，设备中央电表的指针偏向一方者获胜，参赛者可采取各种手段但发电材料只能是各种水。
B、水果发电组：甲组用左边水槽、乙组用右边水槽，设备中央电表的指针偏向一方者获胜，参赛者可采取各种手段但发电材料只能是各种水果。
C、人体发电比赛：甲组用左边水槽、乙组用右边水槽，设备中央电表的指针偏向一方者获胜，参赛者至少5人一组，可采取各种手段但不能用各种发电原料。
（四）实验报告：
要求
4、 自己设计实验表格
5、 写清：实验名称、实验目的、实验原理、实验器材、实验预期结果、实验步骤、实验数据记录、实验结果、分析实验结果与实验预期结果是否一致以及的原因、实验的进一步设想或此次实验的体会