第六章 实验活动之《简易电池设计与制作》教学设计 高中化学人教版（2019）必修第二册

简易电池设计与制作
【实验目的】
1、让学生通过对水果电池的设计，进一步理解并掌握原电池的构成要素以及原电池的工作原理；
2、让学生通过制作水果电池，科学探究蔬菜种类、电极片之间距离、电极插入深度以及单个或串联对水果电池能够产生最大电流的影响。
【学习重难点】
1.学习重点是学生对原电池原理以及构成要素的掌握。
2.学习难点是如何让学生自主完成对水果电池的设计。
【教学用具】
实验用品：灵敏电流计（量程土300u A） , 200ml 0.1mol/LH2SO4＞烧杯、带有鳄鱼嘴夹的导线、铜片、 锌片、苹果、柠檬、西红柿、土豆、白萝卜、香蕉、黄瓜、水萝卜
【实验过程】
【环节一】
教师活动：教师先对原电池的构成元素和原理进行回顾和总结：
知识点一：原电池工作原理（铜锌原电池为例）
铜锌原电池工作时，负极端的Zn失去电子变成Zn2+进入溶液，电子由负极通过导线流 向正极，正极一端的+获得电子变成Cu沉积在铜片上。盐桥中的C「移向ZnSC>4溶液， K+移向CuSO4溶液，使氧化还原反应持续进行，锌铜原电池得以不断地产生电流（如图1） 。
锌铜原电池的工作原理可以表示如下：
负极:Zn-2e- = Zn2+（氧化反应）
正极:Cu2+ +2e- = Cu（还原反应）
总反应:Zn+Cu2+= Zn2++Cu
依据同样的原理，可以将其他自发进行的氧化还原设计成原电池。原电池输出电能的能 力，取决于组成原电池的反应物的氧化还原能力。
图1铜锌原电池装置
知识点二：电路串联和并联的规律
1．电路串联电阻，电压，电流的规律
串联电路中电阻的特点：总电阻等于各部分电路电阻之和。
(R= R1 + R2 + ... + Rn)
串联电路中电压的特点：串联电路中，总电压等于各部分电路两端电压之和。
(U = U1+U2+ …+Un)
串联电路中电流的特点：电路中电流处处相等。
（I1=I2 =I3 =I4 ……=In）
串联示意图
2、电路并联电阻,电压,电流的规律
并联电路中电阻的特点：总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和。
(1/R = 1/R1 + 1/R2 + ... + 1/Rn)
并联电路中电压的特点：各支路两端电压相等.都等于电源电压
(U = U1 = U2 = …… = Un)
并联电路中电流的特点：干路上的电流等于各支路电流之和
（I=I1 +I2+I3+……+In）
并联示意图
知识点三，形成原电池的条件
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的材料(非金属或某些氧化 物等)组成。
2，原电池中具有电解质存在。
3，两电极之间有导线连接，使原电池形成闭合回路。
学生活动：学生通过教师对原电池知识的回顾和讲解，一边复习原电池的知识，一边对水果电池的制备和构造更加清楚。
设计意图：通过对原有知识的回顾，进行导入新课的学习，使得学习更加赋予趣味性，增加学生的兴趣。
【环节二】
教师活动：教师演示水果电池的制备，并让学生完成各种水果电池的制备及水果电池电流大小的探究实验。并提问：
1、水果电池中，水果的作用是什么？
2、通过比较不同材料作电极的简易电池，你是否发现电极材料的选择有一些值得注意的问 题？请与同学们交流你的经验。
3、根据原电池的原理和简易电池的设计与制作，请归纳出电池不可或缺的组成部分？
学生活动：学生通过对以下步骤的学习回答教师的提问，用铜片和锌片分别作为正负极插入不同的水果或蔬菜中，连接时采用单个果蔬或两个串 联电极片插入深度为1.5 cm或3 cm,电极间距为1 cm或2 cm。外接灵敏电流计，观 察灵敏电流计指针的偏转，通过控制变量探究影响灵敏电流计指针偏转的因素，并记录三次 平行实验数据的平均值（取整数）。
1、蔬果种类对电流大小的影响。
利用控制变量法在保持“电极片之间距离”、“电极插入深度”以及“单个或串联”这几个变量不变，只改“蔬菜种类”这一变量条件下开展实验。
水果种类 电极片距离/cm 插入深度/cm 单个连接时电流示数（三次平均值）/uA
苹果
柠檬
西红柿
土豆
白萝卜
香蕉
黄瓜
水萝卜
2、电极片插入深度对电流计偏转示数的影响。
利用控制变量法在保持探究“蔬菜种类”、“电极插入深度”以及“单个或串联” 这几个变量不变，只改变“电极片之间距离”这一变量条件下开展实验，可将柠檬替换 成其他导电性较好的蔬果进行同类实验。
水果种类 电极片距离/cm 插入深度/cm 单个连接时电流示数（三次平均值）/uA
柠檬
3、电极间距离对电流计偏转示数的影响。
利用控制变量法在保持探究“蔬菜种类”、“电极插入深度”以及“单个或串联”这 几个变量不变，只改变“电极片之间距离”这一变量条件下开展实验，可将柠檬替换成其他 导电性较好的蔬果进行同类实验。
水果种类 电极片距离/cm 插入深度/cm 单个连接时电流示数（三次平均值）/uA
柠檬
4、蔬果单个或串联对电流计瞬时偏转示数的影响。
利用控制变量法在保持探究“蔬菜种类”、“电极插入深度”以及“电极片之间距离” 这几个变量不变，只改变“单个或串联”这一变量条件下开展实验，可将柠檬替换成其他导 电性较好的蔬果进行同类实验。
水果 种类 电极片距离 /cm 插入深度 /cm 单个连接时电流示数（三 次平均值）/卩A 串联时电流计示数（三 次平均值）/u A
柠檬
设计意图：加强实验与生活的联系，将理论知识应用到生活实际中去，提高学生对知识的运用能力与和解决问题的能力，培养学生的科学探究与创新能力。
【教学评价】通过对旧知识的回顾来导入新课，使得学生对本节课的学习更加得心应手，并且旧知识的回顾也有利于和本节课实验进行对比学习。