手触蓄电池：探索性研究及应用拓展

手触蓄电池

Hand Touch Battery

电池的发明，为人类的生活带来了极大方便。在漆黑的夜晚，手电筒可为人们带来光明；在炎热的夏天，装有电池的空调遥控器可打开空调，为我们带来凉爽；平时，我们常能在广场或街头看到孩子们玩电动赛车，乐此不疲……电池已与我们的生活息息相关。

蓄电池是电池中的一种，它的作用是能把有限的电能以化学能的形式储存起来，在合适的地方使用，那么蓄电池的工作原理又是怎么样的呢？

实验装置

手触蓄电池演示仪一套，如图1所示。它包括二支铜棒A和B，二支铝棒C和D，一只数字式微安表G。其中铜棒A和铝棒C、铜棒B和铝棒D间用导线连接，其结构如图2所示。

图1　手触蓄电池演示仪

图2　手触蓄电池结构图

现象观察

将5V稳压电源插入电源插座，打开数字微安级电流表，双手分别握住铜棒A和B，电流表无读数。双手再分别握住铝C和D，电流表亦无读数。(www.xing528.com)

当用左手握住铜棒A、右手握住铝棒D时，发现电流表读数不再为零，表明有电流流过。如改用左手握铝棒C、右手握铜棒B时，电流表产生的电流符号改变。浸湿双手，重新握住铜棒A和铝棒D，可观察到电流表读数明显增大。

现象解密

人手上带有汗液，汗液是一种电介质，含有正、负离子，如Na⁺、Cl^-、H⁺和OH^-。当汗液与金属接触时，汗液中的离子会与金属发生化学反应。手握铝棒，铝与氯离子生成三氯化铝，把外层电子留在铝板上使铝板聚集大量的电子。握住铜棒的手，汗液中的氢离子从铜板上夺走电子而生成氢气，铜棒上就聚集了正电荷。用导线把铝棒和铜棒连接起来，铝棒上的电子就会向铜棒运动，形成电流。

不同的金属，其活泼程度是不一样的。实验者双手与不同的金属接触产生电势差，双手便成了电池的一部分，这种装置叫手触蓄电池，发生的反应称之为电化学反应。

浸湿双手，电化学反应变得剧烈，流过回路的电流变大。

应用拓展

手触蓄电池是将化学能转化为电能的装置，日常生活中广泛使用的铅酸蓄电池就是应用这个原理工作的。铅酸蓄电池的负极是铅，电解液是硫酸，铅与硫酸反应生成铅离子溶解于水，失去的电子聚集在负极板上，正极是二氧化铅，与水反应生成氢氧化铅，氢氧根离子溶解于水，而铅离子留在正极板上，从而在正、负二极上产生电势差。

思考题

1.当双手同时握住两支铜棒时，电流表读数为什么非常接近于零？

2.请分析铅酸蓄电池的充电过程。