盐水电子表：荒野中的时间守护者

如果你迷失在野外，手里只剩下一台手机，但是没电了，你不知道时间过去了多少，在漆黑的夜晚，手电筒竟然也坏掉了，你的身边没有光源，你将如何知道时间，该往哪里走，该如何求救！

此时此刻，想一想你身边或者背包里有什么东西可以帮助你，你打算怎么办呢？

学习目标：用万用表测量盐水电池电压；了解盐水电池发电原理；制作盐水电子表

材料清单：电子表×1、锌片×1、铜片×1、短导线×1、拼接木板套材×1、标准纸杯×2、铜箔胶布5cm、彩笔1套（见图1）

所需工具：电烙铁、焊锡丝、剥线钳

■图1 材料清单

知识learning

什么是电源？

说到电源，可能大家会想到插销、电池等，根据电源的定义，能够把其他形式的能量转换成电能的装置叫作电源。举例来讲，发电机能够把机械能转换成电能，干电池能够把化学能转换成电能。发电机和电池本身并不带电，那么它们是如何提供电力，让世界变得明亮的呢？

原来在电池的两极分别有正、负电荷，而正是由于正、负电荷的存在，电池的两极便形成了电压。这时我们需要知道电流的产生是由于电荷在电压的作用下发生了定向移动。因此电路中能产生电流这件事，就好像有压力一直在推动着电荷，让它们共同朝着一个方向运动。

而导体为什么能导电？就是因为导体里存在大量能够自由移动的电荷，要产生电流只需要加上电压即可，当导体两端接上电池时，电池提供了电压，使导体内的电荷定向移动，形成电流，但当电池两极的电荷散尽时，电池就不能继续提供这种“压力”了，我们就说“电池没电了”，其实是电池两端不能再提供电压了。

最早的电池是如何发明出来的呢？在1799年，意大利物理学家伏特把一块锌片和一块锡片浸在盐水里，发现连接两块金属的导线中有电流通过。于是，他就把许多锌片与锡片之间垫上浸透盐水的绒布或纸片，平叠起来。用手触摸两端时，会感到强烈的电流刺激。伏特用这种方法成功地制成了世界上第一个电池──伏特电堆。这个伏特电堆实际上就是串联的电池组。它成为早期电学实验和电报机的电力来源。

技能getting

盐水电子表的电路连接如图2所示。

■图2 盐水电子表电路连接图

认识原电池

原电池是将化学能转变成电能的装置。根据定义，普通的干电池、燃料电池和蓄电池都可以称为原电池。

原电池的工作原理是氧化还原反应，负极上失电子发生氧化反应，电子通过外电路输送到正极，正极上得电子发生还原反应，从而完成正极和负极之间电子的转移。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，使两个电极的反应不断进行，发生有序的电子转移过程，从而产生电流，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，锌铜原电池的原理是：氧化还原反应中的锌失去的电子经外接导线传递给铜，使氧化还原反应分别在锌和铜上进行。

那么，组成原电池都需要什么样的材料？

1）电极材料由两种金属活泼性不同的金属或由金属与其他导电材料（非金属或某些氧化物等）组成；

2）电解质存在；

3）两电极之间有导线连接，形成闭合回路。

动手DIY

1.制作表盘

Step1 取出材料，其编号如图3所示。

Step2 取出电子表，放置在带有3个孔的木板4上，如图4所示。

■图3 材料编号

■图4 电子表安装示意图

Step3 取出两块相同的带有圆形镂空的木板2和木板3，重叠放在电子表和木板4上，使3块木板重叠，如图5所示。

■图5 步骤3安装示意图

Step4 将表盘的3个缺口对准木板4的3个孔，用塑料铆钉插入3个孔内，将表盘与3块木板固定好，如图6所示。

■图6 步骤4安装示意图(www.xing528.com)

Step5 将3块木板插入到圆盘木板5的长方形镂空内，如图7所示。

■图7 步骤5安装示意图

Step6 取出两颗短塑料铆钉和固定圈，按图8所示安好，插在表盘的两个小孔内再将其插入圆盘的长方形镂空中。

■图8 调节按钮安装示意图

2.制作电路

Step7 用剥线钳剥开导线，露出铜丝。将5cm的铜箔胶带分成4小段，用来将导线与铜片、锌片相连，如图9所示。

■图9 步骤7安装示意图

Step8 再使用相同的方法，将另一根导线剥露出铜丝，与锌片相连，如图10所示。

■图10 金属片安装示意图

Step9 为保证铜板和锌板不会接触，应用胶带将铜板和锌板固定在纸杯两侧，再向纸杯内倒入水，加入适量食盐。如图11所示，将另外一个纸杯裁剪至一半高度，并将电子表红色导线相连的铜片放在小杯外面。大杯内放一部分盐水，没过伸进去的铜片。

■图11 步骤9安装示意图

Step10 电子表蓝色导线相连的锌片放在小杯内，绿色导线相连的铜片也放在小杯内，绿色导线相连的锌片深入大杯内，如图12所示。

■图12 步骤10安装示意图

Step11 倒好水后，用小木片固定好杯子，如图13所示。

■图13 步骤11安装示意图

Step12 为盐水发电表画上你喜欢的表盘吧（见图14）！

■图14 表盘绘制示意图

`3.使用万用表测量电压

（1）先了解一下万用表表盘上各字母的含意（见图15）。

■图15 万用表外观

（2）拨到万用表的电压档，调到20V的档位（为防止超过量程所以先拨到较大的电压档位），看看显示出的电压，如果低于2V，就调到2V档位。我们先来测量一下普通干电池的电压，如图16所示。

（3）以此为例，再测出盐水中锌铜片之间的电压。

■图16 万用表测量示意图

创意expending

（1）SALt盐水灯

网络上某研发团队计划推出一款神奇的产品，叫作“SALt盐水LED灯”，按照该团队的设想，这个盐水灯可以实现“给我一杯水和两匙盐，我就能发光发亮8小时，而且还能给电子设备充电。”（见图17）

■图17 SALt盐水灯

未来，盐水灯不仅可以解决偏远地区的照明问题，而且它也比传统的煤油灯和电灯便宜得多。由于它没有任何会引发火灾的器件和化学成分，因此它也十分安全。但最重要的是它很环保，因为它既不排放毒气也不会产生任何碳足迹。

（2）环保跑车

2014年，瑞士独立汽车品牌NanoFlowcell向世人展示了一款环保跑车（见图18），该跑车的最大功率可达920马力，它使用一种名为电解质流动电池的动力系统，可为4台电力发动机提供动力。电解质流动电池与我们本次制作中的盐水电池具有同样的工作原理。

■图18 Quant e-Sportlimousine