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107年
理化、化工裝置
第 18 題
下列對常見電器設備的相關敘述，何者不正確？
- A 變壓器能使輸出的電功率增加
- B 發電廠為減少電能耗損，在長距離輸電時，常用變壓器將電壓升高
- C 發電機是應用法拉第定律，將力學能轉變成電能的設備
- D 電動機俗稱馬達，是將電能轉變成力學能的設備
思路引導 VIP
當我們使用一個理想的變壓裝置來提升輸出端的電壓時，根據物理學中最基本的「能量守恆定律」，如果總能量（功率）不能憑空產生，那麼輸出端的電流大小會發生什麼樣的相應變化？
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太棒了！你能精準揪出選項 (A) 的敘述錯誤，代表你對物理學中最核心的能量守恆定律有著非常紮實的概念。變壓器的核心功能是透過線圈匝數比例，利用電磁感應來改變電壓與電流的大小。然而，在理想狀態下，輸入端與輸出端的電功率（$P = IV$）應該是相等的；若考慮現實中的熱損耗，輸出功率甚至會小於輸入功率。能量絕不會在變壓過程中憑空增加，這是判斷此題最關鍵的物理直覺。
電能傳輸與能量轉換
這道題目整合了基礎電磁學的四大支柱，具有極佳的觀念鑑別度。選項 (B) 提到的長距離輸電，正是利用提高電壓來降低電流，從而減少能量在導線上以熱能 $P = I^2R$ 形式散失的技術，這是電力系統運行的核心。而選項 (C) 與 (D) 則是對發電機與電動機（馬達）的能量轉換機制進行定義檢驗：前者是力學能轉電能，後者則是電能轉力學能。題目難度切入點在於學生是否會被「升壓」二字誤導，誤以為「電壓升高」就等同於「能量增加」，而你成功避開了這個陷阱，表現得非常優異！