電學概論 立即練習解答 -3 能量 P - 有一台 500 瓦特的電爐, 每天使用 小時, 一個月 ( 以 30 天計 ) 後, 用電的度數為多少? 度電 = 仟瓦小時,500 瓦 = 500 仟瓦 =0.5 仟瓦, 000 用電度數 :0.5 仟瓦 小時 30 天 =30 度 / 月 - 每度之電費為 3 元, 每天用電 仟瓦 小時, 則一個月 ( 以 30 天計 ) 的電費為多少? 電費 :3 元 度 30 天 = 80 元 / 月 -4 電荷 P5 4 5-3 在真空中, 兩帶電體之電量分別為 Q 0 庫侖, Q 5 0 庫侖, 若相距 3 公尺, 求其作用力為多少? 4 5 9 0 ( 5) 0 庫侖定律 : F k 90 0牛頓 ; 相吸 3-4 設有兩帶電小球體在空氣中相隔 3 公分, 如兩球間斥力為 3 0 0 牛頓, 而其中一小球 帶有正電荷 3 0 9 庫侖, 則另一小球荷電為多少? 注意公式之距離的單位是公尺, 則 3 公分 =3 0 公尺 9 9 30 Q 0 4 F k 90 30, Q 0 庫侖 (30 ) -5 電壓 P8~P9-5 在一電位差為 0V 的電場, 移動一電荷需作功 60 焦耳, 問該電荷之帶電量為多少? W 60 Q 3 庫侖 V 0-6 將 庫侖的電荷, 由電位 0 伏特 b 處移至 a 處, 需作功為 80 焦耳, 問 a 點處的電位 V a 為多少? Wab 80 Vab Va Vb Va 0 Va 50V Q -
教師手冊 - 基本電學 I -6 電流 P~P -7 若流經某電阻的電流為 6A, 則每分鐘通過該電阻截面積之電量為多少? Q = I t =6 60=360 庫侖 ( 分鐘 = 60 秒 ) -8 電線平均每微秒通過一百萬個電子, 問流經該電線之電流為多少? 庫侖 =6.5 0 8 9 個電子, 個電子.600 庫侖 8 6.50 百萬 =0 6,0 6 6 9 個電子 0.60 0 庫侖.60 0 3 庫侖 3 Q.600 7 I.60 0 0.60 µa 6 t 0-7 電功率 P5~P8-9 60W 的電燈泡, 若接上 00V 之電壓, 問流過燈泡的電流為多少? P 60 I 0.6 A V 00-0 電燈泡的電阻為 0Ω, 若連續 分鐘流過 A 的電流, 問消耗的電能為多少? W P t I Rt 060 600( 焦耳,J) - 若抽風機之額定值為 00Ω 00W, 問該機可接之電壓值為多少? V P V PR 00 00 00V R - 某電氣設備的效率為 00%, 問該電氣設備之消耗功率為多少? o % P 00% P, 故 00% P o 即 Pi Po P Pi Po 0W i P i -3. 有一能量轉換系統的效率為 80%, 若損耗功率為 00W, 則該系統之輸出功率為多少? Po Po % 00% 00% 80% P P P Po Po 00% 00% P P P 00 i 化簡得 P 800W o o -4. 若有三系統串聯運轉, 三系統之效率分別為 90% 80% 50%, 若輸入功率為 500W, 問 () 輸出功率為多少?() 損耗功率為多少? % % 90% 80% 50% 36% Po P 又 % 00% 36% o 00% Po 80W Pi 500 () P P P 500 80 30W () T 3 i o o o -
第 章電學概論 隨堂練習解答 - 電的特性 P7 ( A ). 電子軌道主層的代號為 K L M N O P Q 等, 試問 N 層最多電子數為 (A)3 (B)8 (C)8 (D) 第 N 之電子數目為 n 個, 即 4 3個, 故最多為 3 個 ( B ). 一個電子的帶電量為 (A)+.60 0 9 庫侖 (B).60 0 9 庫侖 (C) 6.5 0 8 庫侖 (D)+6.5 0 8 庫侖 電量之單位為庫侖, 庫侖 =6.5 0 8 個電子 9 個電子.60 0 庫侖 8 6.50 電子帶負電, 則一個電子的帶電量為.60 0 9 庫侖 ( D ) 3. 電子的質量為質子之 (A),840 (B),67 (C) (D), 67,840 3 電子 9.0 表 - 所示, 對質量而言, 7 質子.670 840 ( B ) 4. 下列敘述何者錯誤? (A) 自由電子不受原子束縛 (B) 失去電子的原子稱為負離子 (C) 電子軌道中最外層的電子稱為價電子 (D) 原子失去或獲得電子的過程稱為游離 失去電子的原子, 質子數將較電子數多, 正電荷數較多, 應稱為正離子 ( C ) 5. 電子伏特是 (A) 電流 (B) 電壓 (C) 能量 (D) 熱量的單位 電子伏特是電子移動電位所需之能量, 應為能量單位 - 電的單位 P0 ( C ). 電荷的實用單位為 (A) 安培 (B) 歐姆 (C) 庫侖 (D) 焦耳 實用單位 :(A) 電流 (B) 電阻 (C) 電荷 (D) 能量 ( D ). 0.MΩ = Ω, 空格為 (A)0 (B)0 3 (C)0 4 (D)0 5 MΩ = 0 6 Ω 0.MΩ = 0,000Ω = 0 5 Ω ( D ) 3. 某電阻器之電阻值標示為 0GΩ, 若將之換算成 mω, 則應為多少? (A)0 6 mω (B)0 5 mω (C)0 mω (D)0 3 mω G=0 m,0g=0 0 m=0 3 m -3
教師手冊 - 基本電學 I ( B ) 4. 電流 能量 電容 電阻的國際單位制符號分別為 (A)V C W Ω (B)A J F Ω (C)V J H F (D)A J H Ω 國際單位 : 電流 A( 安培 ), 能量 J( 焦耳 ), 電容 F( 法拉 ), 電阻 Ω( 歐姆 ) ( D ) 5. μf = F, 空格為 (A)0 3 (B)0 6 (C)0 3 (D)0 6 μ =0 6-3 能量 P ( B ). 下列單位, 何者不是電能? (A) 度 (B) 庫侖 (C) 仟瓦 - 小時 (D) 電子伏特 ( A ). 一電熱器電阻為 0Ω, 接 00V 之電源, 連續使用 0 小時, 其耗電能為 (A)0kW-h (B)50kW-h (C)00kW-h (D)50kW-h V 00 P 000 W= kw, 電能 = 仟瓦小時 =k 0=0( 仟瓦小時,kWh) R 0 ( C ) 3. 0 仟瓦的電熱器, 若每天使用 小時, 問 個月共用了多少度電? (A)00 (B)400 (C)600 (D),000 用電度數 =0 仟瓦 小時 30 天 =600 度 ( 個月以 30 天計算 ) ( A ) 4. 焦耳電能為 (A) 瓦特 - 秒 (B) 仟瓦 - 秒 (C) 瓦特 - 小時 (D) 仟瓦 - 小時 ( C ) 5. 有一 5 馬力之電動機額定運轉 0 分鐘, 其消耗之電能約為 (A)7. 仟焦耳 (B),38 仟焦耳 (C)4,476 仟焦耳 (D)8,954 仟焦耳 (hp = 746W) -4 電荷 P6 W Pt 746 5060 4,476,000J 4,476kJ ( A ). 一個電子所含的電量為 (A).6 0 9 庫侖 (B) 9. 0 3 庫侖 (C) + 9. 0 3 庫侖 (D)+.6 0 9 庫侖 8 電量為電荷之帶電量 Q, 單位庫侖, 庫侖 6.5 0 個電子, 個電子之帶電量 庫侖.6 0 9 庫侖, 電子帶負電, 應取 ( 負 ) 值 8 6.50 ( D ). 兩電荷帶電量為 Q 庫侖與 Q 庫侖, 相距 公尺, 兩者間之作用力 F 為 (A) 4 (B) (C) (D) 4 4P 4P K P, F K 4 4 o P ( A ) 3. 在空氣中, 兩電荷各帶有 3 0 6 庫侖之電量, 相距 9 公分, 問作用力為 (A)0 牛頓 (B)9 牛頓 (C) 牛頓 (D)0.9 牛頓 -4
第 章電學概論 -6 電流 P3 9 在空氣中, K 9 0 距離 = 9 公分 9 0 公尺 兩電荷間之作用力 9 30 30 F K 90 (90 ) 6 6 9 0 0 0 牛頓 ;( 正值為斥力 ) 4 0 ( C ). 電池之電量為 6 庫侖, 若在 0. 秒放電完畢, 則放電電流為 (A)A (B)0A (C)30A (D)60A Q 6 I 30A t 0. ( D ). 若導線之截面平均每秒通過一百萬個電子, 問流過導線之電流大小為 (A).6 0 0 A (B).6 0 A (C).6 0 A (D).6 0 3 A 6 9 百萬個電子 0.6 0 庫侖.6 0 3 庫侖 3 Q.60 3 I.6 0 A t ( C ) 3. 蓄電池原有 00 庫侖的電量, 現充電 分鐘後, 電量增至 700 庫侖, 問其充電電流為多少? (A)0A (B)5A (C)0A (D)5A Q (700 00) 600 I =0 A t 60 60 ( C ) 4. 下列何者為電流之實用單位? (A) 伏特 (B) 歐姆 (C) 安培 (D) 瓦特 ( D ) 5. 某導體在 4 秒內, 通過任一截面之電量大小為 4 庫侖, 則每秒通過之電子數約為 (A)3.8 0 6 個電子 (B)3.8 0 7 個電子 (C)3.8 0 8 個電子 (D)3.8 0 9 個電子 每秒通過之電量 : 4 6 4 8 8 庫侖 66.5 0 個電子 37.5 0 個電子 3.8 0-7 電功率 P8 9 個電子 ( B ). 額定 0V,0W 之燈泡, 如不慎接上 0V 電源, 則其產生之熱量為正常之 (A) 倍 (B)4 倍 (C)0 倍 (D)00 倍 V 0 解法 (): 燈泡固定不變的是電阻, R 0 P 0 V 0 P 440 P 440W ; 4 倍 R 0 P 0 解法 (): 電阻不變, 功率 P 與電壓之平方 V 成正比 P 0 功率變化為 : ( ) 4 P 0 倍 -5
教師手冊 - 基本電學 I ( D ). 電熱線額定值為 00V 50W, 下列敘述, 何者為對? (A) 電流值為 0.5A (B) 電阻值為 400Ω (C) 使用 分鐘產生 5,000 焦耳熱量 (D) 最大可流過 5A 電流 P 50 V 00 (A) I.5A,(B) R 40 V 00 W 50 (C) W Pt 50 60 5,000 焦耳 ( C ) 3. 燈泡電阻為 0Ω, 通過 A 電流, 消耗功率為 (A)0W (B)40W (C)80W (D)00W P I R 0 40 80 W ( C ) 4. 0V/60W 之燈泡使用在 00V, 問消耗電力為多少? (A)W (B)3W (C)4W (D)5W V (0) V (00) 燈泡電阻 R 40, 消耗電力 P 4 W P 60 R 40 ( C ) 5. 有一只 V/0A 小時的蓄電池, 供應一只 W 的燈泡, 最多可以點多少小時? (A)00 小時 (B)0 小時 (C)0 小時 (D)30 小時 P Q 0 電流 I 0.67 A, 時間 t 0 H V I 0.67 ( B ) 6. 半馬力的電動機, 效率為 75%, 問輸入功率約為 (A)50W (B)500W (C)750W (D)000W ( 馬力 =746 瓦特 ) Po 373 Hp 746 373W, % 00% 75% 00% P P P 500W i 學後評量解答 一 選擇題 (* 表示進階題型 ) - i ( A ). 原子若獲得電子, 將游離成為 (A) 帶負電的離子 (B) 帶正電的離子 (C) 不帶任何電 - (D) 可能帶負電, 亦可能帶正電 原子本身不帶電 ( 電中和 ), 獲得電子, 原子會帶負電, 稱為負離子 ( D ). 庫侖為 (A) 瓦特 - 秒 (B) 焦耳 - 秒 (C) 伏特 - 秒 (D) 安培 - 秒 ( B ) 3. 伏特為 (A) 焦耳 / 安培 (B) 焦耳 / 庫侖 (C) 瓦特 / 庫侖 (D) 瓦特 - 歐姆 ( C ) 4. 有一電容器的電容值為 0nF, 其中英文字母 n 代表的數值是 (A)0 3 (B)0 6 (C)0 9 (D)0 i -6
第 章電學概論 -3 ( D ) 5. 能量 焦耳代表 (A) 安培 - 小時 (B) 安培 - 秒 (C) 仟瓦 - 小時 (D) 瓦特 - 秒 *( B ) 6. 有一 6kW 之熱水器, 每日熱水器所需平均加熱時間為 30 分鐘 若電力公司電費為每度 元, 則每月 (30 日 ) 平均之熱水器電費為何? (A)900 元 (B)80 元 (C)00 元 (D)75 元 30 W Pt 6k 3kW-h 3 度, 電費 = 3 30 = 80 元 60-4 ( C ) 7. 一庫侖大小之荷電量相當含有多少個電子? (A)6.5 0 5 (B).60 0 5 (C)6.5 0 8 (D).60 0 8 ( A ) 8. 一電子的荷電量大小為多少庫侖? (A).60 0 9 (B).60 0 8 (C).60 0 7 (D).60 0 6 ( C ) 9. 下列電相關的敘述, 何者錯誤? (A) 使電荷移動而做之動力稱為電動勢 (B) 導體中電子流動的方向就是傳統之電流的反方向 (C) 度電相當於 仟瓦之電功率 (D) 同性電荷相斥 異性電荷相吸 度電 = 仟瓦之電器連續使用 小時所消耗之電能, 度電 = 仟瓦小時 *( C ) 0. 下列敘述何者錯誤? (A) 相鄰之同性電荷產生相斥力 (B) 電流流經電阻時, 沿電流流經方向, 電位將逐漸下降 (C) 原子失去電子後成為負離子 (D) 將 庫侖電荷之電位提升 V, 須作功 焦耳 W = Q V = = 焦耳, 原子失去電子後成為正離子 *( D ). 有兩點電荷, 若帶電量分別為 Q 與 Q, 且兩電荷間距離為, 則 Q 所受之靜電力 (A) 與 Q 成反 (B) 與 平方成正 (C) 與 成反 (D) 與 平方成反比 F K F, F Q *( C ). 若兩帶等電量之金屬球相距 公分, 其間之斥力為 40 達因, 今設其中一電荷量增加一倍, 兩金屬球距離亦增大一倍, 則其作用力變為若干? (A)0 達因 (B)8 達因 (C)0 達因 (D)40 達因 KQ Q F, 且 F Q F = F = 40 = 0 達因 F *( B ) 3. 假設有一正 0 庫侖之點電荷, 由 A 點移至 B 點須作功,600 焦耳, 則 A 點相對 B 點之電位差為多少? (A) 60V (B) 80V (C) + 60V (D)80V WBA 600 VBA VB VA 80V, 則 VAB 80V, 注意 A B 點間之電位關係 Q 0-7
教師手冊 - 基本電學 I *( C ) 4. 假設有一個 5 庫侖之點電荷, 由 0V 移至 A 點須作負功 40 焦耳, 則 A 點之電位為多少伏特, 且此電荷為順電場或是逆電場移動 (A)V, 逆電場移動 (B) 8V, 順電場移動 (C)8V, 逆電場移動 (D)5V, 順電場移動 W Q( V 0), 即 40 5 ( V 0) V 8V, 逆電場移動 A *( B ) 5. 有一電荷之電位為 30V, 欲使其作功 0 焦耳, 須放出多少個電子? (A).08 0 8 個 -5 (B).08 0 8 個 (C)3. 0 8 個 (D)3. 0 8 個 W 0 Q 庫侖 V 30 3 A n 6.50.080 3 8 8 個電子 ( B ) 6. 將 4 庫侖的電荷通過一元件作功 0 焦耳, 則元件兩端的電位差為多少? (A)4V (B)5V (C)0V (D)0V W 0 V 5 V Q 4 Q ( C ) 7. 電壓 的基本定義是 (A)V( 伏 ) = Q( 庫 )W( 焦 ) (B)V( 伏 ) = ( 庫 ) W ( 焦 ) A W ( 焦 ) (C)V( 伏 ) = Q( 庫 ) (D)V( 伏 ) = Q ( 庫 )W( 焦 ) *( D ) 8. 若兩點的電位差 V AB 為正值時, 下列敘述何者正確? (A)V BA = V AB (B) 表示 B 點的 WAB 電位高於 A 點的電位 (C) 電流由 B 點流向 A 點 (D) VAB VB VA Q -6 V V V W Q AB AB A B ( A ) 9. 若流過某電阻的電流為 6A, 則每分鐘通過該電阻截面積之電量為多少? (A)360 庫侖 (B)36 庫侖 (C)6 庫侖 (D)3 庫侖 Q It 660 360庫侖 ( C ) 0. 通常定義 安培, 是指每秒通過幾庫侖電荷? (A)0.0 庫侖 (B)0. 庫侖 (C) 庫侖 (D)0 庫侖 ( D ). 某導線上之電流為 3A, 則在 0 分鐘內流過該導線之電量是多少? (A)30 庫侖 (B)90 庫侖 (C)300 庫侖 (D),800 庫侖 Q It 3060,800庫侖 ( C ). 蓄電池供應之容量等於 (A) 電壓 電流 (B) 電壓 時間 (C) 電流 時間 (D) 功率 時間 安培小時 (AH) 電容量是汽車界用來核定電瓶電容量的標準 -8
第 章電學概論 *( B ) 3. 有關電流的敘述, 下列何者錯誤? (A) 每秒鐘通過導體任一截面積之電量 (B) 就同一電流而言, 電子移動速率與導線截面積成正比 (C) 慣用電流方向與電子流的方向相反 (D) 就同一導體而言, 電子移動率與外加電壓成正比 k I 電子移動速率 v ; k ( 銅線 ),I: 電流 (A),A: 截面積,v 與面積成 A 3,600 反比 *( B ) 4. 讓 4 0 8 個電子流過截面積為 0.cm 的金屬銅線, 若電流大小為 0mA, 則所需的時間約為多少? (A).8 秒 (B)64 秒 (C)8 秒 (D)53.8 秒 8 40 Q 0.64 Q 0.64庫侖, t 64 秒 8 6.50 I 0mA *( B ) 5. 以一只 V 40Ah 的蓄電池, 供應一只.W 的燈泡, 最多可以使用多少小時? (A)480 小時 (B)400 小時 (C)40 小時 (D)0 小時 -7 W = V I t= 40=480W-h,480=. t t= 400 小時 *( D ) 6. 台北 0 大樓有一部高速電梯重,000kg, 在 40 秒上升 00m, 若以電動機為動力, 則電動機輸出功率至少為多少? (A)4.9kW (B)5kW (C)9.6kW (D)49kW W = FS = mgh = 0 3 9.8 0 = 9.6 0 5 5 W 9.60 焦耳, 則 P 49kW t 40 *( A ) 7. 有一台額定 00V 500W 的電熱器使用於 90V 電源時, 其所消耗的功率為多少? (A)405W (B)450W (C)500W (D)66W V P P V R, V' = 0.9V P'= (0.9) 500 = 405W *( C ) 8. 有一部單相電動機接於 00V 電源, 在 5 秒鐘內將 00 牛頓之重物等速提高 0 公尺, 假設電動機之效率為 80%, 且功率因數為.0, 則電動機之輸入電流為多少? (A)A (B)4A (C)5A (D)0A W = FS = Pt = IVt 00 0 = I 00 5 0.8, 得 I = 5A *( D ) 9. 電熱線額定值為 00V/5W, 下列敘述何者錯誤? (A) 電流值為 0.5A (B) 電阻值為 400Ω (C) 使用 分鐘產生,500 焦耳熱量 (D) 最大可流過 5A 電流 P 5 V 00 (A) I 0.5A,(B) R 400 V 00 P 5 (C) W =Pt=5 60 = 500 焦耳 -9
教師手冊 - 基本電學 I 二 計算題. 兩點電荷相距 5 公尺, 置 P r 4 於之介質中, 其間斥力為 60 牛頓, 試問置於空氣中 ( 其他條件不變 ) 之作用力為多少? F K, F 4 PP r o Pr P 4 F, F F 60 40 牛頓 P ' r r. 有一導線, 已知其自由電子密度 (N)=0 9 個電子 /m 3, 截面積 (A)=0mm, 導線內電子移動速率 v =.5 0 5 m/s, 則此導線電流大小為多少? 9 3 I nave: N 0 個電子 m 5 ve.50 m/s M.K.S. 6 A 0mm 0 0 m 9 9 5 6 I neva0.6 0.50 0 0 4A 3. 一個月以 30 天計, 每度電.5 元, 小張家中洗衣機為 馬力, 平均每日使用 小時, 40W 燈泡有 0 盞 ; 燈泡同時點亮平均每日使用 5 小時, 則上列兩項電器每個月需繳電費約多少? W = Pt = [ 750 + 40 0 50] 30 = 0000 瓦 - 小時 = 0 度電費共.5 元 0 = 55 元 4. 某手機待機消耗功率為 0.036W, 其電池額定 3.6V,900mAh; 理想情況下若該電池充飽電, 則可待機多少時間? 電池之容量是以電學之電荷量 (Ah) 表示電荷量 ( Q )= 電流 ( I ) 時間 (t ) P = I V 0.036 = I 3.6,I = 0mA Q 900mA 待機時間 t 90 小時 I 0mA 大顯身手 一 選擇題 ( 號表示為進階題 ) ( D ). 一原子失去電子後, 其游離後將變成 (A) 帶負電的離子 (B) 可能帶正電亦可能帶負電 (C) 不帶電 (D) 帶正電的離子 質子 ( 帶正電 ) 數量 = 電子 ( 帶負電 ) 數量時不帶電 -0
第 章電學概論 ( C ). 根據原子的最外層軌, 下列敘述何者最不適宜? (A) 少於四個的物質為良導體 (B) 多於四個的物質為絕緣體 (C) 等於四個的物質是良導體, 同時亦是絕緣體 (D) 只有一個電子稱為自由電子 等於四個的物質是半導體, 不是良導體及絕緣體 ( B ) 3. 有關電流之敘述, 下列何者最為適宜? (A) 每秒通過某截面之電量為 安培則稱為 庫侖 (B) I Q (C) 慣用電流方向和電子流方向相同 (D) 一庫侖電量相當於 t.6 0 9 個電子 慣用電流方向和電子流方向相反 ( D ) 4. 一接收機天線有 0.(μA) 微安電流, 則每秒約有多少電子流動? (A)6.5 0 電子 / 秒 (B)4.5 0 電子 / 秒 (C)4.5 0 電子 / 秒 (D)6.5 0 電子 / 秒 Q = I t = 0.μ = 0. 微庫侖 = 0. 0-6 (6.5 0 8 ) = 6.5 0 個電子 / 秒 ( C ) 5. 某帶電金屬帶 0.0μC 電荷, 則合計約為多少個電子的電量? (A).600 0 個 (B)6.50-0 個 (C)6.50 0 個 (D).60 0-6 個 C 電量所帶之電子數為 6.5 0 個 -6 8 電子數 n 0.00 6.50 0 6.5 0 個 8 ( C ) 6. 在真空中, 有兩個帶正電荷金屬球 Q Q 相距 公尺, 其相互間之排斥力為 4.5 牛頓 ; 若將兩小球之距離移開至.5 公尺, 則此兩金屬球互相排斥之作用力變為多少? (A)3 牛頓 (B).5 牛頓 (C) 牛頓 (D).5 牛頓 作用力與電荷間距之平方成反比, F.5 4.5 則.5 F F, 4.5 F 牛頓.5 ( B ) 7. 某電池蓄有自由電子 5 0 個, 若此電池以定電流 0 安培供應負載, 則約可以持續多少秒? (A)500 秒 (B)800 秒 (C)00 秒 (D)600 秒 9 Q ne e 50.60 t 800 秒 I I 0 ( B ) 8. 如圖 () 為一個電阻元件與三個不明元件串聯而成的電路, 則下列對此電路之特性敘述, 何者錯誤? (A)a c 兩點間的電壓差為 V ac =3V (B) 每秒流經 a 點的電荷為 庫侖 (C) 電路中的電流方向為逆時針方向, 即 a b c (D) 電阻的消耗功率為 0.5W 圖 () -
教師手冊 - 基本電學 I 5+( ) I 0.5A, Q It 0.5 0.5C ( D ) 9. 將 5 庫倫的正電荷由 b 點移至電場 a 點, 須作功 5 焦耳, 若 a 點電位為 40V, 則 b 點電位為多少? (A)65V (B)40V (C)5V (D)5V W QV ab ab Wab 5 Vab Va Vb 5V Q 5 V V V 40 5 5V b a ab ( D ) 0. 如圖 () 電路, 若 V 00V, V 0V, 試求 V ab 為多 c 少? (A)-0V (B)-80V (C)0V (D)50V V V V =(00 0) [ 0 ( 0)] 50V ab a b 圖 () ( A ). 一電池以定電壓.5V/9mA 供電 0 小時, 此電池所提供之電能為多少? (A)486 焦耳 (B)43 焦耳 (C)97 焦耳 (D)944 焦耳 W = P t = I V t = 9m.5 0 3600 = 486000mJ = 486J ( B ). 如圖 (3) 電路, 若 V a = -V, 則 R X 為多少? (A)6 (B) (C)8 (D)4 V ( 4) I 48 4 得 I A a V IR R, 得 R a X X X 圖 (3) ( C ) 3. 某家庭平日平均用電如下 :00 瓦電視 4 小時 00 瓦電鍋 45 分鐘 400 瓦洗衣機 45 分鐘 00 瓦燈泡 0 個用 4 小時 ; 若每度電費 3.6 元, 求該家庭該月 (30 天 ) 電費為多少? (A)80 元 (B)34 元 (C)648 元 (D)73.6 元 W T 45 45 004 00 400 000 4 = 6000 瓦 - 小時 = 6 度 60 60 共 3.66 30 648 元 ( C ) 4. 若有三系統串聯運轉, 三系統之效率分別為 90% 80% 50%, 若輸入功率為 500W, 問輸出功率 P 0 及損失功率 P 分別為多少瓦特? (A)P 0 = 40W, P = 60W (B)P 0 = 36W, P = 64W (C)P 0 = 80W, P = 30W (D)P 0 = 65W, P = 3350W 總效率為各系統效率之乘積, 總效率 0.9 0.80.5 0.36 36% 輸出功率 = 輸入功率 效率 500 0.36 80 瓦特損失功率 = 輸入功率 - 輸出功率 500 80 30 瓦特 -
第 章電學概論 ( C ) 5. 欲讓 4 0 8 個電子流過截面積為 0.cm 的金屬銅線, 若流過之電流為 5mA, 則所需 的時間約為多少秒? (A)9 (B)06 (C)8 (D)54 8 40 0.64 Q 0.64C, 8 6.50 Q t I 0.005 8 秒 ( D ) 6. 某蓄電池內部電量原蓄有 00 庫侖, 以 5 分鐘的時間將其充電至 800 庫侖, 則其平均充電電流大小為多少? (A)8A (B)6A (C)4A (D)A Q It Q 800 00 I A t 5 60 ( C ) 7. 將一只帶.5 0 8 電子之電荷在 0 毫秒, 自 a 點移至 b 點, 已知 V a = 0V,V b = 60V, 則平均功率為多少? (A)W (B)0W (C)0 3 W (D)0 6 W 8.50 W QV (60 0) 0 焦耳 8 6.50 W 0 3 P 0 W 3 t 0 0 ( B ) 8. 如圖 (4) 所示之電路, 試求其電位差 V a 為多少? (A)8V (B)0V (C)V (D)6V V a 4 6 8 0V 圖 (4) ( A ) 9. 如圖 (5) 所示之電路, 當開關 S 打開時 V ab = 36V,S 接通時 I = 6A, 則當 a c 間短路時, 電流 I S 為多少? (A)36A (B)8A (C)7.A (D)6A 圖 (5) 利用測得電路之開路電壓, 應等於供應之電源電壓 E 之觀念求解, 電源電壓 E V ab 36V, 開關閉合, 電路電流 I = 6A E 36 電路總電阻 RT 6(= 有源電路內阻 +R L ) I 6 36 當 a c 間短路,R L 沒作用, 短路電流 I S 36A (6 5) ( D ) 0. 如圖 (6) 所示之電路,R 由 Ω 到 3Ω 線性增加, 試求 I 值變化為何? (A) 線性增加 (B) 線性遞減 (C) 非線性遞減 (D) 不變 V B 4 =V, V C V 故 V V V ( 平衡 ) B C 因此 R 值不論為多少 I 值保持不變 圖 (6) -3
教師手冊 - 基本電學 I ( B ). 設有一台十人份並聯式電鍋的額定電壓為 0V, 主加熱器為 000W, 保溫加熱器為 50W, 煮一次飯約需加熱 0 分鐘, 保溫加熱約需熱 0 分鐘, 則每煮一次飯, 約需消耗多少度電能? (A)0. 度 (B)0.35 度 (C)0.9 度 (D). 度 二 填充題 0 0 (000 50 ) = 350 瓦 - 小時 = 0.35( 度 )(kw-hr) 60 60. 每個質子的電荷量約等於.60 0 9 庫侖. 原子獲得或失去電子的過程, 稱為游離 3. 原子能層之最大電子容量數為 n 個 4. 每一能層又可分為若干副層, 由內而外以 s p f g h i 等七個字母表示, 且各副層之最大電子容量數為 + 4(m) 個 5. 最外層軌道的電子稱為價電子 ; 由於受原子核之吸力較小, 因此較容易脫離軌道而自由存在或進入另一原子之電子軌道, 稱此為自由電子 6. 兩帶電體間之作用力與兩帶電體的電量乘積成正比, 而與兩者之距離平方成反比, 稱 KQ Q 為庫侖靜電力定律, 其關係式為 F 7. 半導體的最外層電子軌道上之電子數等於四個 8. 電中性的物體失去電子後呈正電性, 於獲得電子後呈負電性 9. 孤立導體表面電荷分佈是其曲率半徑愈小者電荷愈密集 0. 將一單位正電荷 (Q) 自電場中某點 (b) 移至另一點 (a) 所需的功 W ab, 稱為兩點間的電位差 W V ab, 其關係式為 V ab = ab Q. 若在金屬導線中, 每一個自由電子均以等速移動, 則於每單位秒內自導體截面積所通過之總電荷量數 Q, 其關係式為 Q = nevat. 度電 = 仟瓦 - 小時 = 3.60 6 焦耳 3. 使 克之水升高 所需的熱量稱為 卡 4. 導體所產生之熱量 (W) 與電流 (I) 的平方, 導體電阻 (R) 及通電時間 (t) 的乘積成正比, 稱為焦耳定律, 其關係式為 :W = I Rt ( 焦耳 ) = 0.4I Rt ( 卡 ) 5. 若某系統之各分放率為 %, %, 3% 則該系統之總效率為各分系統效率的連乘積, 其關係式為 η t = 3% -4
第 章電學概論 三 計算題 ( B ). 將 5 庫侖的正電荷於 0 秒內, 從電位 0V 之 a 點處移至 60V 之 b 點處, 則其平均功率大小為多少? (A)3W (B)0W (C)8W (D)6W 5 Q It Q I 0.5 A t 0 P IV 0.5 (60 0) 0 W ( B ). 若兩帶等電量之金屬球相距 公分, 其間之斥力為 36 達因, 設其中一荷量增加一倍, 兩金屬球距離亦增大一倍, 則其作用力變為多少? (A)0 達因 (B)8 達因 (C)0 達因 (D)40 達因 F 且 F Q F = F = 36 = 8 達因 ( A ) 3. 根據原子的最外層軌道電子的解說, 下列敘述何者為錯? (A) 少於四個, 若一導線之截面積為.5 平方公分, 通過電流為 30A, 自由電子密度為 0 4 個電子 / 立方公尺, 則電子在導線中之移動速率為每秒多少公尺? (A)0.5 公尺 / 秒 (B)0.48 公尺 / 秒 (C)0.36V 公尺 / 秒 (D)0.3 公尺 / 秒 I ne A I 30 0.5 4 9 4 nea 0.60.50 公尺 / 秒 ( C ) 4. 若一只 0W 之 LED 燈價格為 300 元, 正常使用下, 可用 30,000 小時 ; 一只 60W 白熾燈燈泡價格為 0 元, 可用 3,000 小時 假設 0W 之 LED 燈亮度 ( 流明 ) 約等於 60W 白熾燈燈泡亮度, 試比較 30,000 小時之總支出費用 ( 含燈泡費用 ), 以每度電.6 元計算, 則 (A)LED 燈泡較貴 66 元 (B) 白熾燈泡較貴 66 元 (C)LED 燈泡較便宜 3800 元 (D) 白熾燈泡較便宜 860 元 3 LED 燈泡需支出.6 (0 0 30000) 300 080 元 3 30000 白熾燈泡需支出 [(.6 60 0 3000) 0] 4880 元 3000 使用 LED 燈泡共可省 4880 080 3800 元 ( B ) 5. 已知有兩台電動機其中之 A 台規格為 00V 馬力 效率為 0.746; 而 B 台規格為 00V 000W 效率為 0.8 試求接上 00V 且並聯運轉時總效率約為多少? (A)0.6 (B)0.78 (C)0.83 (D)0.85 746 000 P ia 000W, P ib 50W, P it 000 50 50W 0.746 0.8 PO 746 又 P O 746 000 746W, 0.78 P 50 it -5
教師手冊 - 基本電學 I 高手過招 ( A ). 有一抽水馬達輸入功率為 500W, 若其效率為 80%, 求其損失為多少? (A)00W (B)00W (C)400W (D)500W P o, Po Pi 0.8500 400 W Pi P P P 500 400 00W Loss i o 94 年統測 ( C ). 有一台 kw 的電熱水器, 內裝有 0 公升的水, 試求加熱 0 分鐘後, 水溫上升了多少? (A)6. (B)0.6 (C)4.4 (D)8.9 94 年統測 H mst 0.4Pt 0 000T 0.40000 60 T 4.4 ( ) ( C ) 3. 如圖 () 所示電路, 求電流 I 為多少? (A)7.5A (B)6.5A (C)5.0A (D)3.75A 94 年統測 如右圖所示, 假設一參考接地, 並列出其它相對電位 8Ω 兩端電位差 V 8 30 0 0 0 40V 40 V I 5A R 8 圖 () ( B ) 4. 將 3 庫侖的正電荷由 A 點移至 B 點, 需作功 3 焦耳, 則 A 與 B 兩點間的電位差為多少? (A)-V (B)V (C)V (D)9V 95 年統測 W QV, 33 ( V V ), 則 V V V B A ( A ) 5. 某手機待機消耗功率為 0.036W, 其電池額定 3.6V,900mAH; 理想情況下若電池充飽電, 則可待機多少小時? (A)90 (B)70 (C)50 (D)30 97 年統測 0.036 手機待機電流 P I 0.0A 0 ma V 3.6 手機電量 Q900 ma-hr It 900 ma-hr 0 m t, t 90 hr ( C ) 6. 一具 4kW,4 人份之儲熱式電熱水器, 每日熱水器所需平均加熱時間為 30 分鐘 若電力公司電費為每度.3 元, 則每人份每月 (30 日 ) 平均之熱水器電費為多少? (A)38.0 元 (B)57.5 元 (C)34.5 元 (D)30.7 元 98 年統測 一度電為 kw hr, 故儲熱式熱水器每月耗電 (4 0.5) 30 60 度, 每人應繳 (60.3) 4 34.5 元 B A -6
第 章電學概論 ( B ) 7. 兩相距 公分之電荷 Q 與 Q, 彼此間之受力為 3 牛頓 今將兩電荷之距離移開至 4 公分, 則此時兩電荷彼此間之受力為多少? (A)0.48 牛頓 (B)0.75 牛頓 (C).5 牛頓 (D).50 牛頓 98 年統測 Q Q 庫侖靜電定律 F K, F, 當距離 cm 時, 受力 3 牛頓, 當距離 4cm 時, 距離變為原來 倍, 作用力變為原來倍, 4 Q Q F 3 0.75(NT) 庫侖靜電定律 4 F K, F, 當距離 cm 時, 倍, 4 受力 3 牛頓, 當距離 4cm 時, 距離變為原來 倍, 作用力變為原來 F 3 0.75(NT) 4 ( D ) 8. 某一 0V 馬達驅動機械負載, 若轉速穩定於 800rpm, 輸出功率為 Hp, 且消耗電流為 9A, 此時該馬達的效率最接近下列何者? (A)90% (B)85% (C)80% (D)75% 00 年統測 Pi Ii V i 90990(W), Po hp 746 W Po 746 0.75 75% P 990 i ( D ) 9. 有一電器使用 00V 的電壓, 在 5 秒內消耗 000 焦耳的電能, 若此電器連續使用 0 小時, 則消耗多少度電? (A) 度 (B) 度 (C)3 度 (D)4 度 0 年統測 W 000 P 400 t 5 W 度電 = 千瓦 小時 = kw-hr 0.4kW 0hr = 4kW-hr = 4 度電 ( D ) 0. 將 庫侖的正電荷從電位 0V 處移至 00V 處, 需花費 0 秒的時間, 則其平均功率大小為多少? (A)3W (B)0W (C)8W (D)6W 0 年統測 W QV (00 0) 60 (J), P W 60 6 W t 0 ( D ). 某蓄電池內部電量原蓄有 00 庫侖, 以 5 分鐘的時間將其充電至 800 庫侖, 則其平均充電電流大小為多少? (A)8A (B)6A (C)4A (D)A 0 年統測 Q (800 00) 600 Q It, I A t 5 60 300-7
教師手冊 - 基本電學 I -8