讓孩子製作一個靠柑橘動力運行的時鐘,讓孩子了解電的基本運作原理,以及分辨出能導電的材料。

材料:

  1. 大檸檬 2個 或其他柑橘類生果
  2. 銅線 3條,每條約1尺長
  3. 銅釘 2個
  4. 大鍍鋅鋼釘 2個(至少2吋長)
  5. 用單節電池的時鐘 1個
  6. 鱷魚夾 2個
  7. AA電池
  8. Marker

學習有關電和電池的知識。

讓孩子觀察AA電池的結構,注意它的一邊有「+」號,另一邊有「-」號,這就是所謂的正負極。為了進一步探究,觀察時鐘放電池的位置,上面也有寫上正負極。 被稱為電子的帶電粒子可以在正負極之間穿梭,有些材料可以讓電子在材料裏隨意流動,被稱為導電體(如鐵、鋁),而不能讓電子隨意流動的材料則稱為絕緣體(如木、塑膠)。用不同的物料吸引電子向一個方向移動,從而產生電流。

使用電池時,電池能通過物料的化學反應製造電子,當把電池放在電池盒的正負極之間形成閉合電路時,化學反應會推動電子朝同一方向流動,形成電流。 而當把導電材料放在酸性溶液(如果汁)中時,也會產生化學反應。破壞金屬原本的結構,從而將金屬裏的電子釋放到溶液中。

提出假設

  1. 首先讓孩子了解有關電和電池的相關資料,確保孩子對電路的運作原理有基本的了解。向孩子展示實驗材料,並問孩子如何在不用電池的情況下,仍能維持時鐘運作。
  2. 讓孩子作出對實驗結果的假設。

實驗内容

  1. 將其中一條銅線纏繞在鋼釘上,用鱷魚夾夾住銅線的另一邊。
  2. 將第二條銅線纏繞在銅釘上,將另一個鱷魚夾夾住線的另一邊。
  3. 將最後一條銅線纏繞在鋼釘上,另一邊纏繞在銅釘上。
  4. 將電線先放一邊,準備好檸檬。用Marker將一個檸檬標為檸檬1,另一個標為檸檬2。接下來你需要在不破壞檸檬皮的情況下,透過擠壓檸檬,鬆開裏面的檸檬果肉。
  5. 將檸檬1和檸檬2並排放在桌子上。將第一步的鋼釘插進檸檬1,確保鋼釘插穿果皮,但不會令鋼釘從檸檬的另一邊出來。
  6. 將第二步的銅釘插進檸檬1,確保銅釘插穿果皮,但不會令銅釘從檸檬的另一邊出來。
  7. 將第三步的鋼釘插進檸檬2中,距離已經在檸檬裏的銅釘約一吋。
  8. 將第三步的銅釘插進檸檬1中,距離已經在檸檬裏的鋼釘約一吋。
  9. 把兩個鱷魚夾分別夾在時鐘的電池位置兩邊。如果時鐘不運行,可能是電線接觸不良,或檸檬的電流太弱。

當你把鋼釘(鋅)和銅釘(銅)插進檸檬中時,就會產生化學反應,將化學能變成電能。由於金屬材質不同,電子會通過銅線,在時鐘和檸檬之間以同一個方向移動,當中產生的電流足以為時鐘供電,這時會把電能變成動能,推動時鐘上的時針、分針和秒針。一旦檸檬汁開始乾涸,化學反應就會減弱,到時候就需要更換「電池」。

資料來源:Family Education
圖片來源:Box Lunch , Easy Science for Kids

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