介紹一種微電流“探測器”在原電池實驗中的應用

章建鋒　葉蘭峰（浙江省湖州市菱湖中學　浙江湖州　3308；浙江省玉環縣玉環中學　浙江玉環　37600）

介紹一種微電流“探測器”在原電池實驗中的應用

章建鋒1葉蘭峰2
（1浙江省湖州市菱湖中學浙江湖州313018；2浙江省玉環縣玉環中學浙江玉環317600）

摘要：通過對各種原電池中電流檢驗的方法比較，以及在探究銅、鋅、蒸餾水原電池電流存在的過程中，使用耳機塞進行測試，并借鑒了他人的觀點，發現耳機線是一種取材方便、靈敏度高的原電池電流“探測器”，為原電池電流測試提供了一種新的方法。

關鍵詞：原電池；電流檢驗；微電流；耳機線；靈敏度高

中圖分類號：

文章編號：1008-0546（2015）04-0086-02G633．8

文獻標識碼：B

原電池裝置是高中電化學知識中的一個重要內容，不同的電極材料，不同的電解質溶液，組成的原電池電路中的電流強度各有不同，檢測方法也很多，那是否存在一種取材方便、檢驗靈敏的檢測方法呢？

一、測試原電池裝置中電流存在的方法比較

1．銅、鋅、稀硫酸原電池電流測試

在蘇教版《化學2》以及一些教輔資料中介紹了一些檢測原電池裝置電流形成的方法，如圖1銅、鋅、稀硫酸原電池裝置中，可以分別接入發光二極管、小電珠、音樂卡、電流表或者靈敏電流計進行檢測，均獲得成功。

除了上述方法外，筆者還試著發現了另外兩種方法，其一，用手指捏住兩極導線接頭的裸露部分，一會兒手指會明顯感覺導線溫度的升高，原因很簡單，Q＝I2Rt（Q：熱量，I：電流，R：電阻，t：時間），電能轉化為熱能，說明電流的形成，當然，該原電池電壓較小，不會對手指造成傷害。其二，用耳機線金屬插頭去接觸兩極導線接頭的裸露部分，可以聽到明顯的“茲茲”聲，原因也很簡單，電能轉化為聲能，也說明電流的形成。

圖1　銅、鋅、稀硫酸原電池電流測試

2．銅、鋅、氯化鈉溶液原電池電流測試

上述檢測方法均能成功，是因為圖1原電池裝置中提供能使這些用電器工作的電壓或者電流，為我們所能看到、聽到和觸摸到。筆者將圖1裝置中電解質溶液稀硫酸改成氯化鈉溶液，然后用上述方法進行測試，結果發光二極管、小電珠無法發光，手指感受不到溫度升高，音樂卡無法唱響美妙的音樂，電流表A表無明顯偏轉，只有耳機線能聽到明顯的“茲茲”聲和靈敏電流計G表檔有明顯偏轉。

由于銅、鋅、氯化鈉溶液原電池發生的是鋅片的吸氧腐蝕，原電池裝置中電流強度減小，那有些檢測方法自然無法檢測到，以致我們無法獲得原電池有電流存在的“信號”，對于耳機線檢測原電池電流存在筆者充滿了信心，試圖改變條件繼續探究。

二、耳機線測試原電池微電流靈敏度的檢驗

經過上述條件的改變，只剩下耳機線和靈敏電流計能檢測出微弱電流，于是再進行改變，將圖1中的電解質溶液改成蒸餾水，結果靈敏電流計發生了偏轉，說明裝置存在微弱電流，但是用耳機線測試并未聽到聲音，筆者納悶，耳機線“輸給”了靈敏電流計，是否是由于電流太小，什么原因？經過分析，認為靈敏電流計能檢測出電流的存在，說明鋅片發生了吸氧腐蝕形成電流，使用圖1裝置時空氣與U型管銅片這一級的水面接觸面積太小，導致電流強度太小亦或者耳機線插頭與外電路裸露銅絲接頭的接觸面太小以致無法讓耳機線檢測到，為了增大空氣與電極以及耳機線插頭與電極的接觸面，筆者使用餐巾紙將該原電池裝置做了圖2改變并進行了測試探究。

圖2　餐巾紙使用下的銅、鋅、蒸餾水原電池電流測試探究過程

將一張餐巾紙經過折疊，寬度與銅片寬度一樣但長度為其一半，滴上蒸餾水潤濕餐巾紙，潤濕至輕輕擠壓時水滴不會滴落即可，按照圖2中的A圖進行測試，輕輕擠壓兩極，使空氣能透過餐巾紙與電極充分接觸，結果聽到了明顯的“茲茲”聲。

但筆者又察覺到，在進行該實驗時，手指捏住電極，而皮膚上會有汗液，會不會對該實驗造成影響呢？于是又進行了如圖2中B圖的測試，使用了一張折疊過的干燥的餐巾紙進行測試，結果也聽到了“茲茲”聲，只是聲音弱了一些，于是暫時得出結論，手指上的汗液對該實驗有影響，接著又進行了如圖2中C圖和D圖的測試，結果C圖聽到了明顯的“茲茲”聲，而D圖沒有聽到聲音。

經過上述測試探究，筆者暫時得出結論，由于水是一種弱電解質，銅、鋅、蒸餾水能構成原電池，手指上分泌的汗液也能與這兩種材料構成原電池，但是通過耳機線測試得出形成的電流較前者微弱。

但新的疑問又再次產生，餐巾紙在生產過程中是否添加了一些電解質，如果是這樣，蒸餾水的測試存在影響因素，于是筆者又進行了改進并測試，如圖3中，手持耳機線插頭絕緣部分，讓鋅片傾斜與銅片夾住耳機線插頭進行測試，結果聽到了明顯的“茲茲”聲。

經過一步一部對銅、鋅、蒸餾水原電池影響因素的探究測試，得出了這樣幾個結論：銅、鋅、蒸餾水能構成原電池；該原電池使用圖1裝置進行耳機線檢驗不成功的原因是耳機線與外電路接觸面太??；耳機線能進行微弱電流的檢測。

圖3　銅、鋅、蒸餾水原電池測試

三、使用耳機線對相關文獻中微電流原電池進行測試

關世榮［1］老師提出碳、銅、稀硫酸也能構成原電池，于是筆者又更換了鋅片，用一根皮筋將一根碳棒與耳機線插頭固定讓耳機線線插頭去接觸銅片，如圖4中的A圖，同樣也聽到了微弱“茲茲”聲，說明銅、碳、稀硫酸確能構成原電池。

劉東彪［2］老師提出銅、碳、乙醇能否構成原電池并形成明顯的電流與乙醇中含水量有關，筆者同樣使用了99．7%（因為無100%的酒精）進行了如圖4中的B圖進行測試，沒有聽到聲音，接著筆者使用膠頭滴管向燒杯中逐滴加入蒸餾水并進行測試，結果等加入到一定量的時候，聽到了“茲茲”聲，確實證明了劉東彪老師的觀點。

圖4　耳機線測試其他微電流原電池

綜上所述，通過上面的實驗探究，讓我們獲得了一種檢驗電流的新方法，這種方法取材方便，靈敏度高，雖然不及靈敏電流計有確切的讀數，但也能定性的知道原電池中電流的存在，甚至通過耳機塞聽到“茲茲”聲的大小，也可以大致確定電路中電流的大小情況，請各位感興趣的同行們試著使用并提出寶貴的意見與建議。

參考文獻

［1］關世榮．碳、銅、硫酸不能構成原電池嗎［J］．化學教學，1990，（3）：44

［2］劉東彪．對原電池實驗現象與原理的再探究［J］．化學教學，2014，（10）：58

doi：10.3969／j．issn．1008－0546．2015．04．033