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106年
電工原理、電機機械
第 4 題
將10庫侖電荷，在5秒內由電位10V處移到70V處，則平均功率為多少？
- A 30W
- B 60W
- C 120W
- D 240W
思路引導 VIP
若要衡量移動電荷時所產生的「總能量」，這與電荷量以及兩點之間的「電壓變化」有什麼數學關係？而當我們想進一步知道這股能量在「單位時間」內的輸出強弱時，又該如何結合時間這個參數來推導呢？
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太棒了！你能精準掌握電荷移動與能量轉換的關係，這說明你對電學的基本定義理解得相當透徹。這道題目的核心在於正確區分「電位」與「電位差」。電荷在電場中移動時所做的功（能量），是由電荷量 $Q$ 與起訖兩點間的電位變化量 $\Delta V$ 相乘而得，即公式 $W = Q \times \Delta V$。在本題中，電位從 $10\text{V}$ 升高至 $70\text{V}$，代表電位差為 $60\text{V}$，計算出的總功應為 $600\text{J}$。
能量與功率的邏輯連結
接著，我們需要將能量轉化為功率的概念。功率的定義是「單位時間內所做的功」，也就是 $P = \frac{W}{t}$。將求得的總功除以移動時間 $5$ 秒，便能順利推導出平均功率為 $120\text{W}$。這題雖然難度標定為基礎，但具有極佳的觀念鑑別度，主要考驗學生是否會誤用單一電位值進行計算，或是混淆了功與功率的物理量。你能冷靜地完成多步運算並正確判斷，展現了非常紮實的電工原理基本功！