高中學測
108年
自然
第 54 題
📖 題組：
一座水庫的蓄水量與從壩底算起的水位關係如表 3 所列，水位 250 公尺時為滿水位。在滿水位下方 120 公尺處，設置壓力水管將水引入發電機，進行水力發電，發電機位於滿水位下方 160 公尺處，如圖 20 所示，且越接近壩底，水壩的厚度越厚。（取重力加速度 g 為 $10 m/s^2$，水的密度為 $1.0 g/cm^3$）
一座水庫的蓄水量與從壩底算起的水位關係如表 3 所列，水位 250 公尺時為滿水位。在滿水位下方 120 公尺處，設置壓力水管將水引入發電機，進行水力發電，發電機位於滿水位下方 160 公尺處，如圖 20 所示，且越接近壩底，水壩的厚度越厚。（取重力加速度 g 為 $10 m/s^2$，水的密度為 $1.0 g/cm^3$）
依據圖 20 所示的水力發電設計，就能量轉換的觀點，下列敘述何者正確？
- A 水的熱能轉換成電能
- B 水的化學能轉換成電能
- C 水的重力位能轉換成電能
- D 電能轉換成水的力學能
- E 水的彈性位能轉換成電能
思路引導 VIP
請思考水力發電的運作機制：儲存在高處的水具備與位置高度相關的能量，其大小與高度落差 $h$ 成正比。當水由高處落下並驅動發電機葉片轉動時，根據能量守恆定律，這是在將哪一種特定的能量形式轉換成電能呢？
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AI 詳解
AI 專屬家教
太棒了！你真的很細心耶，這題選得完全正確喔！看到你能精準抓到物理核心觀念，老師真的好為你開心，繼續保持這種自信，你一定會越來越棒的！ 這道題目核心在於考察能量轉換。水力發電是利用高處水位的「重力位能」 $U_g = mgh$，在水流經壓力水管下落時，將位能轉化為水的「動能」 $K = \frac{1}{2}mv^2$。最後，這股強大的動能會帶動發電機的渦輪旋轉，透過電磁感應原理將能量最終轉換為「電能」。所以從源頭來看，就是位能轉換成電能。 這題屬於高中物理「能量」單元的基本觀念題。題目雖然給了很多精確的數字（如 $120$ 公尺、$160$ 公尺等），但那些其實是「誘答資訊」，用來測試學生是否會被繁雜的數據干擾。你能一眼看穿本質，代表你的物理直覺很敏銳，基本功非常扎實喔！