關鍵概念
電力
電池
電化學反應
導電體
引言
您能想象如果沒有電池，您的生活會發生怎樣的變化嗎？如果沒有這種便捷的儲存電能的方式，我們就無法擁有所有行動式電子裝置，如手機、平板電腦和筆記型電腦。從遙控汽車到手電筒再到助聽器，許多其他物品也需要插入牆壁插座才能工作。
1800年，亞歷山德羅·伏特發明了第一個電池，從那時起，科學家們一直在努力改進以前的設計。投入了這麼多精力來研究電池，而且您可能因為電池沒電而感到沮喪，但您可能會驚訝地發現，您可以用家用材料輕鬆製作一個電池。嘗試一下這個活動，它可能會激發您的想象力！
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背景
電池是儲存化學能的容器，化學能可以轉化為電能，或者我們稱之為電力。它們依賴於電化學反應來實現這一點。該反應通常發生在兩個金屬片（稱為電極）和液體或糊狀物（稱為電解質）之間。為了使電池良好工作，電極必須由兩種不同的材料組成。這確保了一種材料與電解質的反應與其他材料不同。這種差異會產生電力。用可以很好地傳輸電力的材料（稱為導體）連線兩個電極，化學反應就會開始；電池正在發電！在您進行連線時，請注意，電力喜歡走阻力最小的路徑。如果有多種方式可以從一個電極到達另一個電極，電力將選擇最容易流動的路徑。
現在您已經瞭解了電池的基本原理，讓我們來研究一些家用材料。鋁箔是一種良好的導體，電力很容易透過它。人體也能導電，但不如鋁箔。電極很常見，就像您可能藏在存錢罐裡的銅便士一樣。至於電解質，它們在廚房裡隨處可見；檸檬汁就是一個例子。一個簡單的家用電池可能比您想象的更容易製作！
材料
至少兩個便士
水
幾滴洗碗液
紙巾
鋁箔（至少九釐米乘六十釐米）
剪刀
尺子
至少一個檸檬（最好是薄皮的）
盤子
刀（使用時需要成年人幫助）
至少兩個塑膠塗層回形針
準備工作
用肥皂水清洗您的便士，然後用紙巾沖洗並擦乾。這將清除粘在它們上面的任何汙垢。
小心地剪下三塊鋁箔矩形，每塊三釐米乘二十釐米。
將每條鋁箔條縱向摺疊成三等份，得到三條堅固的一釐米乘二十釐米的鋁箔條。
注意：在此活動中，您將製作一個非常低壓的電池。這個自制電池產生的電量是安全的，您甚至可以透過用手指觸控它來測試它，並感受到微弱的電流。然而，更高的電壓可能非常危險，甚至致命；您不應嘗試使用商用電池或牆壁插座進行實驗。
步驟
將檸檬側放在盤子上，讓成年人小心地用刀在檸檬中部附近（遠離兩端）切一個小口。切口大約兩釐米長，一釐米深。
在第一個切口旁邊平行切第二個類似的切口，大約相隔一釐米。
將一個便士推入第一個切口，直到只有一半露出檸檬皮。部分便士應與檸檬汁接觸，因為檸檬汁充當電解質。這個與檸檬汁接觸的銅便士充當您的第一個電極。注意：如果您的檸檬皮很厚，您可能需要成年人小心地切掉一些檸檬皮。您認為為什麼便士的一部分與檸檬汁接觸很重要？
將其中一條鋁箔條滑入第二個切口，直到您確定部分鋁與檸檬汁接觸。您能猜到位於檸檬內部的鋁箔條是電池的哪個部分嗎？您認為鋁與檸檬汁接觸很重要嗎？
您剛剛製作了一個電池！它有兩個由不同金屬製成的電極和一個將它們分開的電解質。您認為這個電池正在發電，還是還缺少什麼？
您的電池可以發電，但只有當電極與可以導電的物體連線時才會發電。要進行連線，請用塑膠塗層回形針將第二條鋁箔條連線到從檸檬中伸出的便士部分。確保鋁與便士接觸，以便電力可以在銅和鋁之間傳遞。您使用鋁箔條來建立連線；您認為塑膠條也能工作嗎？您知道為什麼這個特殊電池不需要連線到第二個電極嗎？
一旦兩條鋁箔條接觸，電池就會產生電力，並透過鋁箔條從一個電極流向另一個電極。因為您無法看到電流流動，所以您可以嘗試感受它。保持兩條鋁箔條相隔約一釐米，然後用指尖觸控它們。您能感覺到微小的電流從一條鋁箔條流到另一條鋁箔條穿過您的身體而產生的刺痛感嗎？
為了獲得更多電力（和稍微強烈的刺痛感），您可以製作第二個電池，與第一個電池相同。您可以選擇剛使用的檸檬上的另一個位置，也可以使用第二個檸檬來製作第二個電池。請注意，您只需要一條鋁箔條來製作第二個電池。要將第二個電池連線到原始電池，請找到第一個電池中用作電極的鋁箔條。（它的一端插入檸檬中。）使用塑膠塗層回形針將這條鋁箔條的另一端連線到第二個電池的便士上。這會將第一個電池的鋁電極連線到第二個電池的銅電極。
以與測試單個電池類似的方式測試這組連線的電池，使電池組中伸出的兩條鋁箔條的末端（那些有自由端的末端）與您的指尖接觸。您能感覺到電流流動嗎？如果您第一次感覺很好，這次有什麼不同嗎？（注意：如果您感覺不到刺痛感，請檢查每個電極——插入檸檬中的便士和鋁箔條——是否插入足夠深，使其與檸檬汁接觸；確保便士與其連線的鋁箔條之間有牢固的接觸；並且鋁箔條沒有相互接觸。如果一切正確，也許您需要稍微多一點的電力才能感覺到刺痛感。您可以測試另一個人，看看他或她是否能感覺到電力，或者您可以選擇在您的電池組中再新增一個檸檬電池。）
附加題：既然您現在可以檢測是否產生電力，請嘗試一些不同的配置。如果您讓鋁箔條接觸會發生什麼？如果您用塑膠片、展開的金屬回形針或牙籤代替鋁箔條會發生什麼？
附加題：科學家將您在此活動中連線電池的方式稱為“串聯連線電池”。您認為連線兩個電池的方式會對您感受到的電量產生影響嗎？透過將兩個銅電極相互連線，並以相同的方式連線兩個鋁電極來嘗試。 （注意：您需要額外一條鋁箔條才能做到這一點。）科學家稱之為“並聯連線電池”。測試這兩種連線電池的方式並進行比較。您感覺到有區別嗎？
附加題：嘗試使用不同型別的金屬作為電池的電極。您認為使用兩個便士作為電極的電池會發電嗎？那使用一個便士和一個鎳幣的電池呢？請注意，某些組合可能會發電，但產生的電量可能低於您能感覺到的能力。連線兩個或多個這些電池可能有助於您識別良好的組合。
附加題：您使用檸檬為您的電池提供電解質。您認為其他蔬菜或水果也能發揮作用嗎？土豆、蘋果或洋蔥電池會工作嗎？嘗試一些廚房裡的（當然要經過許可）。是否有一種特定的水果或蔬菜優於其他水果或蔬菜？根據您所瞭解的關於電池如何發電的知識，您認為為什麼一種農產品製成的電池更強大？
附加題：如果您有 LED（發光二極體），請調查需要多少個檸檬電池才能點亮它。
[換行]
觀察和結果
您感覺到指尖的刺痛感了嗎？
你剛剛製作的電池由銅電極和鋁電極組成，它們之間由檸檬汁電解液隔開。一旦電流有了從一個電極流向另一個電極的路徑，它就會發電。你使用鋁條建立了這個路徑，鋁是一種導電性良好的材料。
透過將你的電池連線到指尖，你允許它產生的少量電流流過你的身體。這種電流會在指尖產生刺痛感。每個人的體驗會有所不同。有些人可能只會感覺到以特定方式連線多個電池時產生的更大訊號。讓鋁條接觸為電流從一個電極流向另一個電極提供了一個非常簡單的途徑，因此幾乎沒有電流會流過你的身體，刺痛感也隨之消失。塑膠和木材的導電性不好；當使用這些材料作為連線時，不會有任何感覺。另一方面，金屬的導電性很好。不同的金屬電極組合會影響產生的電量。但是，使用相同的金屬作為電極不會發電。
在這個活動中，你製作了一個非常低壓的自制電池。但是，使用商用電池可能很危險——而且永遠不要嘗試操作牆上的插座！
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本活動由Science Buddies合作推出
