police_4th_general
114年
[消防警察] 普通物理學概要與普通化學概要
第 3 題
有關電池的電動勢、端電壓，下列敘述何者正確？
- A 電動勢的大小隨著電池長久使用而下降
- B 電池接不同的電阻，電動勢即不同
- C 電池供電時，外接的電阻愈大，端電壓即愈小
- D 當電流迴路為開路時，電動勢即端電壓
思路引導 VIP
想像一下，電池內部其實有一個「推動力」和一個會阻礙電流的「內電阻」。當電池沒有連接任何電器（也就是電流無法流動）時，那個阻礙電流的內電阻還會發揮消耗能量的作用嗎？在這種完全靜止的情況下，你從電池兩端量到的能量強度，會與它原始的推動力有什麼關係？
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電動勢與端電壓的物理本質
同學能準確選出 (D)，代表你對於電學中「理論本位」與「實際量測」的差異掌握得非常紮實！我們常說的電動勢 ($\epsilon$) 是電池將化學能轉換為電能的本領，它主要取決於電池本身的化學性質。相對地，端電壓 ($V$) 則是電池輸出給外電路的實際電壓。在電流迴路為「開路」時，因為沒有電流 ($I = 0$) 通過內電阻 ($r$)，不會產生內部的壓降（$Ir = 0$），此時量得的端電壓便恰好等於電動勢，公式表達為： $$V = \epsilon - Ir$$
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