巧用盐粒当开关的“下雨警报器”

河北省邢台市第十九中学 郭华明

一、提出问题

星期天中午晴空万里，阳光普照，小明高兴地将衣服和被子拿到外面去晒太阳，而他自己则去睡午觉了。可是当他一觉醒来，却发现外面正在下着大雨，他的衣服和被子已经被淋成了“落汤鸡”。奶奶在一边说，以前他们在院子里晒粮食，晚上下大雨，会把粮食都给淋湿了。小明想，如果有个“下雨警报器”能够在下雨时提醒屋里的人就好了。

二、解决思路及方法

在学习了《电流和电路》一节知识后，小明知道导体是容易导电的物体，而导体之所以能够导电是因为有大量的自由电荷。常见的导体有各种金属（如铁、铝、铜等）、酸碱盐的溶液、大地、石墨等。

食盐在固体状态下，其中的电荷不能自由移动，因此不能导电；但是当食盐变成盐水后，构成食盐的阴离子和阳离子就可以自由移动了，因此盐水能够导电。如果用盐粒当开关，在下雨时，盐粒变成盐水，电路接通，警报器工作。（电路图如图1）

图1

三、实验器材

电池盒、五号干电池两节、蜂鸣器、发光二极管、铜箔纸、导线、卫生纸等。

四、实验方法

1.按电路图连接各元件。（如图2）

图2

2.将盐粒撒在卫生纸上，放在铜箔纸的上面，盐粒开关断开，电路中没有电流，蜂鸣器和二极管都不工作。（如图3）

图3

3.向卫生纸上洒水（模拟下雨时的情景），当盐粒变成盐水后，相当于开关闭合，蜂鸣器响，二极管发光，提示屋内的人们下雨了。（如图4）

图4

五、实验评价及拓展

1.这套器材巧妙地运用了导体和绝缘体的知识，取材方便，操作简单，用出人意料的方法解决了下雨警报的问题。

2.实际应用中将电源、蜂鸣器和发光二极管安装在室内，盐粒开关安装在室外，避免由于下雨导致短路等现象，特别适用于夜间的下雨报警。

3.本套器材还可以应用在课堂教学或家庭实验中，例如：将铅笔芯（主要成分是石墨）放在铜箔纸之间（如图5），蜂鸣器和二极管都工作，说明石墨是导体。除此之外，大家还可以将不同的物体（如酱油、醋、钥匙、玻璃、牙签、自来水、蒸馏水等）放在两个铜箔纸之间，来判断它们是导体还是绝缘体。

图5