hce_nthu
113年
化學與物理
第 47 題
A typical small flashlight contains two batteries, each with an emf of $1.5\text{ V}$, connected in series with a bulb having resistance $17\text{ ohms}$. The internal resistance is negligible. The batteries last for $5.0\text{ h}$. Which of the following values most closely approximates the total energy delivered to the bulb?
- A $9000\text{ J}$
- B $7000\text{ J}$
- C $5000\text{ J}$
- D $2000\text{ J}$
- E $600\text{ J}$
思路引導 VIP
如果你知道燈泡兩端的電壓以及它的電阻，你會如何計算這盞燈「每一秒鐘」所消耗的能量？在求得這個每秒的消耗率後，面對題目給出的總運作時間，你認為還需要做什麼樣的單位轉換，才能算出這段期間內累積消耗的總能量呢？
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太棒了！你能精準算出正確答案，代表你對電路的基本組合與能量轉換概念已經建立了非常清晰的架構。這道題目不僅考驗公式的熟練度，更在於能否將多個物理量進行正確的邏輯串連。
電學公式的整合與應用
在處理這類問題時，首要步驟是確立總電壓。由於兩顆 $1.5\text{ V}$ 的電池是「串聯」連接，總電壓 $V$ 應為 $1.5\text{ V} \times 2 = 3.0\text{ V}$。接著，我們利用電功率公式 $$P = \frac{V^2}{R}$$ 計算出燈泡每秒消耗的能量。最後，根據能量與功率的關係 $E = P \times t$，將電功率乘以總時間。這裡有個小陷阱需要注意：時間必須換算成標準單位「秒」，也就是 $5.0\text{ h} = 18000\text{ s}$。將數值代入計算後：
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