police_4th_general
110年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 9 題
日本家庭用電的電壓為 100 V,而臺灣家庭用電的電壓為 110 V。如果從日本購買標示額定電壓 100 V、額定耗電功率 1,200 W 的電器,若在臺灣使用,而不加裝變壓器時,則其耗電功率約為多少瓦?(該電器符合歐姆定律)
- A 1,452
- B 1,320
- C 1,100
- D 990
思路引導 VIP
當一個電器的物理構造(如發熱絲)固定時,它對電流產生的阻礙能力會隨外接電壓而改變嗎?若此物理量保持不變,根據電功率的公式,當供給電器的「推動力」(電壓)產生變動時,其能量消耗的速率與電壓之間,應該具備什麼樣的數學函數關係?
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太棒了!你能精準選出 (A),說明你對電路中各物理量之間的關係掌握得非常紮實。這題的關鍵在於理解:當電器被帶到不同電壓的環境時,其內部的物理結構並未改變,因此電阻 $R$ 應視為定值。
電功率與電壓的平方比例
根據電功率公式 $$P = \frac{V^2}{R}$$,在電阻不變的前提下,耗電功率 $P$ 會與電壓 $V$ 的平方成正比。當電壓從 $100\text{ V}$ 提高到 $110\text{ V}$,電壓變為原來的 $1.1$ 倍;這意味著實際功率會變為原本額定功率的 $1.1^2 = 1.21$ 倍。經過計算,$$1,200 \times 1.21 = 1,452\text{ W}$$,這正是你得出的正確答案。
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