巧用鹽粒當開關的“下雨警報器”

河北省邢臺市第十九中學 郭華明

一、提出問題

星期天中午晴空萬里，陽光普照，小明高興地將衣服和被子拿到外面去曬太陽，而他自己則去睡午覺了。可是當他一覺醒來，卻發現外面正在下著大雨，他的衣服和被子已經被淋成了“落湯雞”。奶奶在一邊說，以前他們在院子里曬糧食，晚上下大雨，會把糧食都給淋濕了。小明想，如果有個“下雨警報器”能夠在下雨時提醒屋里的人就好了。

二、解決思路及方法

在學習了《電流和電路》一節知識后，小明知道導體是容易導電的物體，而導體之所以能夠導電是因為有大量的自由電荷。常見的導體有各種金屬（如鐵、鋁、銅等）、酸堿鹽的溶液、大地、石墨等。

食鹽在固體狀態下，其中的電荷不能自由移動，因此不能導電；但是當食鹽變成鹽水后，構成食鹽的陰離子和陽離子就可以自由移動了，因此鹽水能夠導電。如果用鹽粒當開關，在下雨時，鹽粒變成鹽水，電路接通，警報器工作。（電路圖如圖1）

圖1

三、實驗器材

電池盒、五號干電池兩節、蜂鳴器、發光二極管、銅箔紙、導線、衛生紙等。

四、實驗方法

1.按電路圖連接各元件。（如圖2）

圖2

2.將鹽粒撒在衛生紙上，放在銅箔紙的上面，鹽粒開關斷開，電路中沒有電流，蜂鳴器和二極管都不工作。（如圖3）

圖3

3.向衛生紙上灑水（模擬下雨時的情景），當鹽粒變成鹽水后，相當于開關閉合，蜂鳴器響，二極管發光，提示屋內的人們下雨了。（如圖4）

圖4

五、實驗評價及拓展

1.這套器材巧妙地運用了導體和絕緣體的知識，取材方便，操作簡單，用出人意料的方法解決了下雨警報的問題。

2.實際應用中將電源、蜂鳴器和發光二極管安裝在室內，鹽粒開關安裝在室外，避免由于下雨導致短路等現象，特別適用于夜間的下雨報警。

3.本套器材還可以應用在課堂教學或家庭實驗中，例如：將鉛筆芯（主要成分是石墨）放在銅箔紙之間（如圖5），蜂鳴器和二極管都工作，說明石墨是導體。除此之外，大家還可以將不同的物體（如醬油、醋、鑰匙、玻璃、牙簽、自來水、蒸餾水等）放在兩個銅箔紙之間，來判斷它們是導體還是絕緣體。

圖5