← 探險島1.3 電池
⭐ 0/6
國三下理化⏱ 約 20 分鐘PhETBa-IV-4Jc-IV-5

1.3 電池

任務簡報:手機沒電時,插上行動電源就能充電,這背後是電池化學能與電能互相轉換的原理。準備好了嗎?跟著步驟動手探究,一關一關破解它!

小欣老師
1讀故事情境先進入狀況
2動手玩實驗先看步驟再操作
3記錄與闖關填數據、答問題
4自我驗證最後回頭打勾⭐
1

情境引導

小惠同學
🧭 探險情境

手機沒電時,插上行動電源就能充電,這背後是電池化學能與電能互相轉換的原理。這一節,我們要透過模擬實驗,探究電池的運作原理。

2

實驗工作站:PhET Interactive Simulations — Battery Voltage

先把 5 個步驟讀完,再動手做!

💻 電腦版:同一個框框裡,左邊讀步驟、右邊做實驗,實驗畫面會一直陪著你。📱 手機版:先讀步驟,往下就是實驗艙。

🧑‍🏫 操作指導語(請依序完成)

小欣老師
  1. 1

    進入模擬後,觀察電池內部藍色球體(代表電荷)的分布情形。

  2. 2

    調整電池的電壓設定,觀察電荷移動速度與方向的變化。

  3. 3

    觀察小人偶搬運電荷的動畫,理解電池如何將電荷從一端搬運到另一端,形成電位差。

  4. 4

    使用電壓錶測量並記錄不同電壓設定下的實際讀數。

  5. 5

    思考:電池的正負極是如何決定的?電池電量用盡代表什麼?

🧪 實驗艙(讀完左邊步驟,在這裡動手做):

phet.colorado.edu🔎 放大操作
實驗艙空白或卡卡的?點右上角「🔎 放大操作」在新分頁開啟,手機操作更順手。 (模擬介紹頁)
3

數據實驗室

小惠同學

把觀察到的結果填進格子;不知道怎麼填?按「填入範例」看看!

📏 參考範圍:電池設定電壓 約 0~1000;電壓錶讀數 約 0~1000。填的數字差太多時會出現橘色提醒——再量一次看看!

電池設定電壓電壓錶讀數電荷移動方向
4

探究關卡

小欣老師

用你的觀察與數據回答問題。卡住了就按提示;先寫下想法(5 個字以上),才能解鎖參考答案喔!

探究 1觀察與定題

電池的基本結構與運作原理是什麼?

回到實驗艙或數據表,找找看:什麼現象讓你最意外、最好奇?
試著用「我觀察到……」開頭,再問一個「為什麼」或「跟什麼有關」的問題。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

電池由正極、負極與電解質組成,透過內部氧化還原反應,使正負極間產生電位差(電壓),驅動電荷在外部電路中流動。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 2計劃與執行

使用模擬工具觀察電池內部電荷移動,你發現了什麼規律?

想一想:這個實驗中你改變了什麼?哪些條件保持不變?
照著操作步驟回顧你實際做了哪些動作,把觀察到的結果寫下來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

觀察發現,電池電壓設定越高,電荷(藍色球體)被搬運的速度越快,形成的電位差也越大。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 3分析與發現

化學電池放電與充電的過程有何不同?

看看你填的數據表:數字怎麼變化?有什麼規律或差異?
用「因為……所以……」把數據和背後的原因連起來。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

放電是電池內部化學反應持續進行,將化學能轉換為電能供外部電路使用的過程;充電(限可充電電池)則是利用外部電源提供電能,使化學反應逆向進行,恢復電池的化學儲能。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

探究 4討論與傳達

生活中有哪些電池應用的例子?

想想看:生活中哪裡也看得到類似的現象或應用?
試著用這一課學到的科學詞彙,把想法說清楚給同學聽。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

例如手機電池、行動電源、電動車電池、遥控器用的乾電池等,都是電池的應用。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

5

延伸挑戰(進階,選做)

還不過癮?點開下面的挑戰卡,繼續探險!

🚀 延伸挑戰:電壓與電荷移動速度的關係 ▶

使用 PhET「Battery Voltage」嘗試調整至最高與最低電壓設定,比較電荷移動速度的差異,並嘗試解釋電壓大小與電荷移動速度之間的關係。

phet.colorado.edu · Battery Voltage(經典版) 🔎 放大操作
這是經典版模擬,首次載入約需 10~20 秒,請耐心等候;如果空白或卡住,點「🔎 放大操作」在新分頁開啟。
6

反思時光

最後幾題,沉澱一下今天學到的東西!

反思 1學習反思

這次實驗後,我對電池有什麼新的理解?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

可充電電池(如锂電池)可重複使用、長期成本較低且較環保,但初期成本較高、需要充電器且電量會隨充放電次數增加而衰減;一次性電池(如乾電池)購買方便、即買即用,但用完即丟棄,長期使用成本較高且較不環保。

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

反思 2學習反思

你認為可充電電池(如锂電池)與一次性電池(如乾電池)在使用上各有什麼優缺點?

課本是文字和圖片,虛擬實驗多了什麼?(動手做?數據?變化?)
寫下最真實的想法就可以,反思沒有標準答案。
✔ 已自動保存
🔒 參考答案在保險箱裡——先在上面寫下你的想法(5 個字以上)就能解鎖!

🔑 參考答案

💡 參考方向同上一題——最重要的是寫下你自己的想法!

自我檢核:這些重點我有寫到嗎?點一點做記號!

沒關係!對照答案修改你的想法,科學家也是這樣一次次變厲害的 💪

🏁

自我驗證:我學會了嗎?

跑完一整輪了!現在回頭檢查——下面四件事你真的會了嗎?會就打勾;不太確定?點旁邊的按鈕回那一關再練一次。

小惠同學小欣老師
🏆 探究迴圈完成!
你剛剛做了真正的科學探究:觀察 → 實驗 → 記錄 → 分析 → 表達 → 回頭驗證。
這就是科學家的一天。幫自己鼓掌!👏