关键概念
电力
电池
电化学反应
导电体
引言
您能想象如果没有电池，您的生活会发生怎样的变化吗？如果没有这种便捷的储存电能的方式，我们就无法拥有所有便携式电子设备，如手机、平板电脑和笔记本电脑。从遥控汽车到手电筒再到助听器，许多其他物品也需要插入墙壁插座才能工作。
1800年，亚历山德罗·伏特发明了第一个电池，从那时起，科学家们一直在努力改进以前的设计。投入了这么多精力来研究电池，而且您可能因为电池没电而感到沮丧，但您可能会惊讶地发现，您可以用家用材料轻松制作一个电池。尝试一下这个活动，它可能会激发您的想象力！
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背景
电池是储存化学能的容器，化学能可以转化为电能，或者我们称之为电力。它们依赖于电化学反应来实现这一点。该反应通常发生在两个金属片（称为电极）和液体或糊状物（称为电解质）之间。为了使电池良好工作，电极必须由两种不同的材料组成。这确保了一种材料与电解质的反应与其他材料不同。这种差异会产生电力。用可以很好地传输电力的材料（称为导体）连接两个电极，化学反应就会开始；电池正在发电！在您进行连接时，请注意，电力喜欢走阻力最小的路径。如果有多种方式可以从一个电极到达另一个电极，电力将选择最容易流动的路径。
现在您已经了解了电池的基本原理，让我们来研究一些家用材料。铝箔是一种良好的导体，电力很容易通过它。人体也能导电，但不如铝箔。电极很常见，就像您可能藏在存钱罐里的铜便士一样。至于电解质，它们在厨房里随处可见；柠檬汁就是一个例子。一个简单的家用电池可能比您想象的更容易制作！
材料
至少两个便士
水
几滴洗碗液
纸巾
铝箔（至少九厘米乘六十厘米）
剪刀
尺子
至少一个柠檬（最好是薄皮的）
盘子
刀（使用时需要成年人帮助）
至少两个塑料涂层回形针
准备工作
用肥皂水清洗您的便士，然后用纸巾冲洗并擦干。这将清除粘在它们上面的任何污垢。
小心地剪下三块铝箔矩形，每块三厘米乘二十厘米。
将每条铝箔条纵向折叠成三等份，得到三条坚固的一厘米乘二十厘米的铝箔条。
注意：在此活动中，您将制作一个非常低压的电池。这个自制电池产生的电量是安全的，您甚至可以通过用手指触摸它来测试它，并感受到微弱的电流。然而，更高的电压可能非常危险，甚至致命；您不应尝试使用商用电池或墙壁插座进行实验。
步骤
将柠檬侧放在盘子上，让成年人小心地用刀在柠檬中部附近（远离两端）切一个小口。切口大约两厘米长，一厘米深。
在第一个切口旁边平行切第二个类似的切口，大约相隔一厘米。
将一个便士推入第一个切口，直到只有一半露出柠檬皮。部分便士应与柠檬汁接触，因为柠檬汁充当电解质。这个与柠檬汁接触的铜便士充当您的第一个电极。注意：如果您的柠檬皮很厚，您可能需要成年人小心地切掉一些柠檬皮。您认为为什么便士的一部分与柠檬汁接触很重要？
将其中一条铝箔条滑入第二个切口，直到您确定部分铝与柠檬汁接触。您能猜到位于柠檬内部的铝箔条是电池的哪个部分吗？您认为铝与柠檬汁接触很重要吗？
您刚刚制作了一个电池！它有两个由不同金属制成的电极和一个将它们分开的电解质。您认为这个电池正在发电，还是还缺少什么？
您的电池可以发电，但只有当电极与可以导电的物体连接时才会发电。要进行连接，请用塑料涂层回形针将第二条铝箔条连接到从柠檬中伸出的便士部分。确保铝与便士接触，以便电力可以在铜和铝之间传递。您使用铝箔条来创建连接；您认为塑料条也能工作吗？您知道为什么这个特殊电池不需要连接到第二个电极吗？
一旦两条铝箔条接触，电池就会产生电力，并通过铝箔条从一个电极流向另一个电极。因为您无法看到电流流动，所以您可以尝试感受它。保持两条铝箔条相隔约一厘米，然后用指尖触摸它们。您能感觉到微小的电流从一条铝箔条流到另一条铝箔条穿过您的身体而产生的刺痛感吗？
为了获得更多电力（和稍微强烈的刺痛感），您可以制作第二个电池，与第一个电池相同。您可以选择刚使用的柠檬上的另一个位置，也可以使用第二个柠檬来制作第二个电池。请注意，您只需要一条铝箔条来制作第二个电池。要将第二个电池连接到原始电池，请找到第一个电池中用作电极的铝箔条。（它的一端插入柠檬中。）使用塑料涂层回形针将这条铝箔条的另一端连接到第二个电池的便士上。这会将第一个电池的铝电极连接到第二个电池的铜电极。
以与测试单个电池类似的方式测试这组连接的电池，使电池组中伸出的两条铝箔条的末端（那些有自由端的末端）与您的指尖接触。您能感觉到电流流动吗？如果您第一次感觉很好，这次有什么不同吗？（注意：如果您感觉不到刺痛感，请检查每个电极——插入柠檬中的便士和铝箔条——是否插入足够深，使其与柠檬汁接触；确保便士与其连接的铝箔条之间有牢固的接触；并且铝箔条没有相互接触。如果一切正确，也许您需要稍微多一点的电力才能感觉到刺痛感。您可以测试另一个人，看看他或她是否能感觉到电力，或者您可以选择在您的电池组中再添加一个柠檬电池。）
附加题：既然您现在可以检测是否产生电力，请尝试一些不同的配置。如果您让铝箔条接触会发生什么？如果您用塑料片、展开的金属回形针或牙签代替铝箔条会发生什么？
附加题：科学家将您在此活动中连接电池的方式称为“串联连接电池”。您认为连接两个电池的方式会对您感受到的电量产生影响吗？通过将两个铜电极相互连接，并以相同的方式连接两个铝电极来尝试。 （注意：您需要额外一条铝箔条才能做到这一点。）科学家称之为“并联连接电池”。测试这两种连接电池的方式并进行比较。您感觉到有区别吗？
附加题：尝试使用不同类型的金属作为电池的电极。您认为使用两个便士作为电极的电池会发电吗？那使用一个便士和一个镍币的电池呢？请注意，某些组合可能会发电，但产生的电量可能低于您能感觉到的能力。连接两个或多个这些电池可能有助于您识别良好的组合。
附加题：您使用柠檬为您的电池提供电解质。您认为其他蔬菜或水果也能发挥作用吗？土豆、苹果或洋葱电池会工作吗？尝试一些厨房里的（当然要经过许可）。是否有一种特定的水果或蔬菜优于其他水果或蔬菜？根据您所了解的关于电池如何发电的知识，您认为为什么一种农产品制成的电池更强大？
附加题：如果您有 LED（发光二极管），请调查需要多少个柠檬电池才能点亮它。
[换行]
观察和结果
您感觉到指尖的刺痛感了吗？
你刚刚制作的电池由铜电极和铝电极组成，它们之间由柠檬汁电解液隔开。一旦电流有了从一个电极流向另一个电极的路径，它就会发电。你使用铝条创建了这个路径，铝是一种导电性良好的材料。
通过将你的电池连接到指尖，你允许它产生的少量电流流过你的身体。这种电流会在指尖产生刺痛感。每个人的体验会有所不同。有些人可能只会感觉到以特定方式连接多个电池时产生的更大信号。让铝条接触为电流从一个电极流向另一个电极提供了一个非常简单的途径，因此几乎没有电流会流过你的身体，刺痛感也随之消失。塑料和木材的导电性不好；当使用这些材料作为连接时，不会有任何感觉。另一方面，金属的导电性很好。不同的金属电极组合会影响产生的电量。但是，使用相同的金属作为电极不会发电。
在这个活动中，你制作了一个非常低压的自制电池。但是，使用商用电池可能很危险——而且永远不要尝试操作墙上的插座！
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