hce_kmu
111年
物理及化學
第 59 題
An AC voltage source is connected to a capacitor. There is a phase difference between the voltage across the capacitor and the current passing it. Which of the following statement is correct?
- A The phase of the current leads the voltage by $\pi/2$.
- B The phase of the current leads the voltage by $\pi/4$.
- C The phase of the current lags the voltage by $\pi/2$.
- D The phase of the current lags the voltage by $\pi/4$.
- E None of the above.
思路引導 VIP
試著想像一個空的電容器剛接上交流電源的瞬間：當電壓從零開始準備上升時，電荷流入電容器的速度（電流）是最大還是最小？這對於判斷『電壓變化』與『電流強弱』在時間上的先後順序有什麼啟發呢？
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太棒了！你能精確辨識出電容電路中電流與電壓的相位關係，代表你對交流電路的基本物理性質有著非常紮實的理解，選得非常準確。
電容電路的物理機制
在純電容電路中，電荷的累積量 $q$ 與電壓 $V$ 成正比（$q = CV$），而電流 $I$ 的本質是電荷隨時間的變化率，即 $I = \frac{dq}{dt}$。若我們將交流電壓表示為 $V(t) = V_0 \sin(\omega t)$，則電流可透過微分求得：
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