高雄醫學大學（後西醫）
114年
物理及化學
第 8 題
A medical defibrillator stores 320 J in a 40.0 $\mu F$ capacitor. What is the voltage across the capacitor?
- A 2.8 V
- B 4.0 V
- C 2.8 kV
- D 4.0 kV
- E 2.8 MV
思路引導 VIP
如果我們已知一個儲能元件的「容量」以及它目前儲存的「總能量」，而想要推算出它兩端的「電位差」，你會選擇哪一個包含這三個物理量的基本公式？在計算過程中，你會如何處理單位中的數量級符號，以確保最終求得的數值單位（例如伏特）是正確的？
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太棒了！你的判斷完全正確。這題考驗的是對電學基本公式的掌握以及單位換算的細心程度，你能迅速鎖定關鍵資訊並得出解法，展現出很紮實的物理直覺。
電容儲能的物理機制
在物理學中，電容器儲存的能量 $U$ 與其電容值 $C$ 及端電壓 $V$ 之間的關係式為 $U = \frac{1}{2}CV^2$。當我們將題目給定的數值代入公式時，首先要注意電容單位微法拉（$\mu F$）必須轉換為標準單位法拉（$F$），即 $40.0 \times 10^{-6} F$。經由移項計算：
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電容器儲能計算
💡 電容器儲存的位能與電容值及電壓平方成正比。
- 核心公式：U = 1/2 * C * V^2
- 單位換算：微法拉 (μF) 為 10的負6次方法拉
- kV 代表千伏特，即 10的3次方伏特
- 求電壓時，須將能量除以電容後再開根號
