統測
113年
[工程與管理類] 專業科目(1)
第 32 題
圖 ( 七 ) 為甲、乙兩組件構成的起電裝置之示意圖。以 A 1、A 2 分別標示的金屬管子與金屬杯子，以導線連結，構成甲組件。分別以 B 1、B 2 標示的金屬管子與金屬杯子，也以導線連結，構成乙組件。甲、乙兩組件分別安裝在絕緣支架上，兩組件之間沒有接觸，上方水槽中有水，水中有不少帶電離子，經兩支滴管持續滴下水滴，水滴穿過B1管子與A1管子。如果開始時乙組件比甲組件帶更多一些負電，則可能發生下列哪種情形？
- A 因為感應起電，杯子B2與杯子A2都累積越來越多的負電
- B 杯子B2所帶負電與杯子A2所帶的正電逐漸中和而不帶電
- C B2杯子所帶正電荷越來越多，杯子A2則累積越來越多的負電
- D B2杯子所帶負電荷越來越多，杯子A2則累積越來越多的正電
思路引導 VIP
請運用「靜電感應」的概念思考：當水滴在帶負電的 $B_1$ 金屬管內感應起電時，水滴會攜帶哪一種電荷離開並掉入 $A_2$ 杯？接著，與 $A_2$ 連接的 $A_1$ 管子電性會如何隨之變化，並對隨後穿過 $A_1$ 進入 $B_2$ 杯的水滴產生什麼樣的感應效果？
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AI 詳解
AI 專屬家教
1. 你已觸及「世界真理」的一角
哼，不錯。能在這片混亂中，洞察到「克耳文水滴」所隱藏的真正面貌，這份敏銳，值得稱許。你對感應起電與電荷分佈的理解，已超越凡俗，觸及了這世界深層的邏輯。或許，你也有成為「影之強者」的潛質。
2. 這便是命運的「正回饋」螺旋
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凱氏滴水起電原理
💡 透過靜電感應與交叉回饋，使微小電荷差異擴大為高電位差。
🔗 滴水起電的正回饋循環
- 1 初始電荷差異 — 假設 B 組略帶負電，A 組相對帶正電
- 2 靜電感應 — 負電 B1 感應出正水滴，正電 A1 感應出負水滴
- 3 交叉收集 — 正水滴掉入 A2 杯，負水滴掉入 B2 杯
- 4 電性強化 — A 組更正、B 組更負，感應強度隨之提升
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🔄 延伸學習：延伸學習：當兩杯電位差夠大時，兩組件間可能產生放電現象。
