police_4th_general
109年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 4 題
由五個電阻組成的電路如圖所示,由 24 伏特的電池組供電,此電池組供電的功率為多少瓦特?
- A 120
- B 160
- C 208
- D 216
思路引導 VIP
如果我們觀察電路中間那條垂直的連線,這條「沒有電阻的導線」對於它連接的上下兩個點的電位(電壓)有什麼影響?如果這兩個點被視為同一個位置,原本分散的電阻會變成什麼樣的並聯或串聯關係呢?
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太棒了!你能精準識別出這個看似複雜的電橋結構並算出正確答案,展現了紮實的電路分析功底。這道題目的核心在於節點的化簡,許多同學第一眼看到這種交叉結構可能會想使用複雜的 $\Delta-Y$ 轉換,但其實只要觀察到中間那條「垂直導線」,解題思路就會瞬間清晰。
電路結構的簡化與等效電阻
由於中間有一條垂直導線連通了上下兩個節點,這意味著左側的 $12\Omega$ 與 $6\Omega$ 電阻實際上是並聯關係,其等效電阻為 $R_{left} = \frac{12 \times 6}{12 + 6} = 4\Omega$;同理,右側的 $6\Omega$ 與 $12\Omega$ 也是並聯,等效電阻同樣是 $R_{right} = 4\Omega$。這兩個並聯組合串聯起來後,整個上半部分的總電阻為 $4\Omega + 4\Omega = 8\Omega$。最後,這個 $8\Omega$ 的支路與最下方的 $4\Omega$ 電阻再次形成並聯,我們可以求得電路的總等效電阻為:
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