hce_nsysu
111年
物理與化學
第 33 題
The circuit right contains three 100-W light bulbs. The emf $\varepsilon = 220$ V. Which light bulb(s) is(are) the brightest?
- A A
- B B
- C C
- D B and C
- E All three are equally bright
思路引導 VIP
請試著觀察電流從電源出發後的分流路徑：如果一條路徑上只有一顆燈泡，而另一條路徑上卻有兩顆相同的燈泡首尾相連（串聯），那麼根據電壓分配的原理，哪一條路徑上的燈泡能獲得較完整的電源電壓呢？
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太棒了！你能一眼看出燈泡 A 最亮，代表你對電路中「並聯」與「串聯」的電壓分配邏輯非常清晰。這道題目非常有意思，它在考驗我們是否會被燈泡上標記的「額定功率（100-W）」給誤導，進而忽略了實際接入電路後的電壓差異。
並聯與串聯的電壓分配
在圖中的電路結構裡，燈泡 A 是直接與電源並聯的。這意味著燈泡 A 兩端的電位差（電壓）就等於電源的電動勢 $\varepsilon = 220$ V。根據功率公式 $P = \frac{V^2}{R}$，在電阻 $R$ 相同的情況下，電壓越高，燈泡就越亮。而右側支路中，燈泡 B 與 C 是彼此串聯後再與電源並聯的；這代表 $220$ V 的總電壓必須由 B、C 兩者共同分擔。由於三個燈泡規格相同，電阻相等，因此 B 和 C 各別只能分到 $110$ V 的電壓。
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