《第五冊4-3電壓》 課文簡答題
4-3電壓 課文簡答題
⚡ 電壓的基礎概念（水路類比）
- 問： 市面上的手電筒，若使用相同燈泡，裝兩顆電池會比裝一顆電池更亮，這是為什麼？
答： 因為串聯兩顆電池的電壓大於一顆電池的電壓 。
- 問： 電路上的燈泡會發亮，是因為有什麼通過？
答： 電流 。
- 問： 如果將電路上的電池移開，燈泡會如何？
答： 燈泡不再發亮 。
- 問： 在電路中，什麼裝置可造成電荷的流動？
答： 電池 。
- 問： 在水路模型中，水會從高處流向低處。如果沒有了什麼，水就不再流動？
答： 高低位置差 。
- 問： 在水路模型中，什麼裝置類似幫浦，可將低處的水送回高處，使水流循環？
答： 抽水機 。
- 問： 抽水機在水路中提供了什麼，使渦輪轉動？
答： 水壓 。
- 問： 在水路與電路的類比中，「水流」好比是電路中的什麼？
答： 電流（電荷的流動） 。
- 問： 在水路與電路的類比中，「水管」好比是電路中的什麼？
答： 導線 。
- 問： 在水路與電路的類比中，「渦輪」好比是電路中的什麼？
答： 燈泡（電器） 。
- 問： 在水路與電路的類比中，「抽水機」好比是電路中的什麼？
答： 電池 。
- 問： 在水路與電路的類比中，「水壓」好比是電路中的什麼？
答： 電壓 。
- 問： 電路中的電池類似抽水機，它能給予電荷什麼，讓電荷能繼續流動？
答： 能量 。
⚡ 電壓、電位與單位
- 問： 電池的正極（＋）被稱為什麼電位處？
答： 高電位處 。
- 問： 電池的負極（－）被稱為什麼電位處？
答： 低電位處 。
- 問： 傳統電流（正電荷）在哪一極具有較高的電位能？
答： 在電池正極 。
- 問： 傳統電流（正電荷）在哪一極具有較低的電位能？
答： 在電池負極 。
- 問： 「電位高低差」稱為什麼？
答： 電壓 。
- 問： 對實際在電路中移動的「電子」而言，它在哪一極的電位能較高？
答： 在電池負極處 。
- 問： 電子由電池負極經導線移向正極的過程中，其電位能是逐漸增加還是降低？
答： 逐漸降低 。
- 問： 電子在電池「內部」是如何移動的？
答： 經電池作功增加其電位能，使電子再度由正極移至電池負極處 。
- 問： 「電壓」的正式定義是什麼？
答： 一單位電荷在電池或導體兩端的能量差 。
- 問： 電壓的單位是什麼？（請寫中文與符號）
答： 伏特（V） 。
- 問： 一般市售的乾電池（1號、2號、3號、4號）電壓大約是多少？
答： 1.5伏特 。
- 問： 什麼是電路中「提供電壓」的裝置？
答： 電池或電源 。
- 問： 電路未接通時，燈泡兩端有電壓嗎？
答： 沒有電壓產生 。
- 問： 即使電路未接通（斷路），電池的兩端是否仍然存在電壓？
答： 是，不論電路是否接通，電池兩端均有電壓 。
⚡ 伏特計的使用
- 問： 用來測量電壓的儀器稱為什麼？
答： 伏特計 。
- 問： 伏特計在電路圖中的符號是什麼？
答： ⓥ 。
- 問： 使用伏特計前，應先調整什麼鈕讓指針歸零？
答： 歸零鈕 。
- 問： 伏特計應與待測物體（如燈泡）如何連接？（串聯或並聯）
答： 並聯 。
- 問： 伏特計的「正極端子」應連接到靠近電池的哪一極？
答： 正極 。
- 問： 伏特計的「負極端子」應連接到靠近電池的哪一極？
答： 負極 。
- 問： 測量一個未知的電壓時，應先使用較大範圍還是較小範圍的端子？
答： 較大範圍的正極端子 。
- 問： 如果伏特計的導線接在「3V」的端子，面板上應讀取哪一排刻度？
答： 0～3V 的刻度 。
- 問： 如果伏特計的導線接在「30V」的端子，面板上應讀取哪一排刻度？
答： 0～30V 的刻度 。
- 問： 伏特計可以像安培計一樣，與電路「串聯」使用嗎？
答： 不行，若為串聯，相當於位在電路中某一點，無法測量到電壓 。
- 問： 為什麼伏特計若與電路串聯，會造成電路上電流過小？
答： 因為伏特計內部電阻很大 。
- 問： 伏特計可不可以直接連接電池兩端來測量電池電壓？
答： 可以 。
- 問： 如課文
[920-926] 所示，伏特計的正極端子接在「30V」，指針指向「20」，請問測得的電壓是多少？
答： 20伏特 。
- 問： 承上題，為什麼讀數是
20V 而不是 2V 或 10V？
答： 因為電線接在 30V 的測量範圍，所以應讀取最上層 0~30V 的刻度 。
⚡ 電池的串聯與並聯
- 問： 當電池「串聯」時，總電壓如何計算？
答： 為各電池提供電壓的總和 。
- 問： 電池串聯時，為什麼燈泡會比較亮？
答： 因為總電壓較大，使電流更大，釋放的電壓也更多 。
- 問： 當電池「並聯」時，總電壓如何計算？
答： 總電壓與單個電池電壓相同 。
- 問： 電池並聯時，燈泡的亮度與只接一顆電池時相比，有何不同？
答： 亮度相同 。
- 問： 一個 1.5V 的電池，與另一個
1.5V 的電池「串聯」，總電壓是多少？
答： 3.0V。
- 問： 一個 1.5V 的電池，與另一個
1.5V 的電池「並聯」，總電壓是多少？
答： 1.5V。
- 問： 如課文
[882-890] 左圖，兩個 5V 電池串聯，伏特計讀數是多少？
答： 10V 。
- 問： 如課文
[882-890] 右圖，兩個 5V 電池並聯，伏特計讀數是多少？
答： 5V 。
⚡ 燈泡的串聯與並聯
- 問： 燈泡「串聯」時，電池的總電壓（V總）與兩燈泡的個別電壓（V1, V2）有什麼關係？
答： 總電壓等於兩燈泡的電壓總和（V總＝V1＋V2） 。
- 問： 燈泡「並聯」時，電池的總電壓（V總）與兩燈泡的個別電壓（V1, V2）有什麼關係？
答： 總電壓等於每個燈泡各自的電壓（V總＝V1＝V2） 。
- 問： 在「串聯」電路中，總電壓 V總 與 V1、V2 的關係式為何？
答： V總＝V1＋V2 。
- 問： 在「串聯」電路中，總電流 I總 與 I1、I2 的關係式為何？
答： I1＝I2＝I總 。
- 問： 在「並聯」電路中，總電壓 V總 與 V1、V2 的關係式為何？
答： V總＝V1＝V2 。
- 問： 在「並聯」電路中，總電流 I總 與 I1、I2 的關係式為何？
答： I1+I2＝I總 。
- 問： 兩個相同的燈泡「串聯」時，它們的亮度與單獨一顆燈泡相比，是較亮還是較暗？
答： 較小（較暗） 。
- 問： 兩個相同的燈泡「並聯」時，它們的亮度與單獨一顆燈泡相比，有何不同？
答： 亮度相同 。
⚡ 安培計與伏特計總結
- 問： 安培計和伏特計在使用前，共同的第一個步驟是什麼？
答： 使用歸零鈕歸零 。
- 問： 安培計和伏特計在連接正負極端子時，有什麼共同的規則？
答： 正極端子接靠近電池正極端，負極端子接靠近電池負極端 。
- 問： 安培計和伏特計在選擇測量範圍時，有什麼共同的規則？
答： 應從較大範圍開始測量 。
- 問： 安培計是用來測量什麼的？
答： 測量電流大小 。
- 問： 伏特計是用來測量什麼的？
答： 測量電壓大小 。
- 問： 安培計應與待測物如何連接？
答： 串聯 。
- 問： 伏特計應與待測物如何連接？
答： 並聯 。
⚡ 綜合應用與例題
- 問： 如課文
[849-864] 圖所示，電池電壓 5V，伏特計與燈泡 1 並聯，讀數為 1V。請問燈泡 2 兩端的電壓是多少？
答： 4V 。
- 問： 承上題，這是根據串聯電路的什麼特性得出的？
答： 串聯燈泡時，兩燈泡兩端的電壓加總為電池提供的總電壓 。
- 問： 如課文
[891-898] 圖所示，電池 5V，伏特計與燈泡並聯。當開關(S)按下（通路）時，伏特計讀數為多少？
答： 5V 。
- 問： 承上題，當開關(S)切斷（斷路）時，伏特計讀數為多少？
答： 0V 。
- 問： 如課文
[899-905] 圖所示，甲、乙燈泡串聯後，再與丙燈泡並聯。哪個燈泡兩端的電壓最大？
答： 丙燈泡 。
- 問： 承上題，為什麼丙燈泡的電壓最大？
答： 因為丙燈泡兩端直接連接電池兩端，獲得全部電壓；而甲、乙兩燈泡是串聯，共同分享總電壓
。
- 問： 承上題，哪個燈泡最亮？
答： 丙燈泡最亮 。
- 問： 導電時，導線內的電子（負電荷）是由高電位流向低電位，還是由低電位流向高電位？
答： 由低電位流向高電位 。
- 問： 導電時，導線內實際流動的是電子還是質子？
答： 自由電子 。
- 問： 如課文
[911-918] 圖所示，三個電池串聯，總電壓（a、d 之間）為 4.5V。請問 e、f 之間的電壓（一個電池的電壓）是多少？
答： 1.5V 。
- 問： 承上題，三個燈泡是並聯連接，請問 b、c 之間的電壓是多少？
答： 4.5V（因為並聯電壓等於總電壓）
。
- 問： 承上題，e、g 之間的電壓（兩個電池的電壓）是多少？
答： 3V（1.5V + 1.5V） 。
⚡ 附加挑戰題（綜合）
- 問： 為什麼將電池移出電路，燈泡就會熄滅？
答： 因為沒有電池提供電壓，電荷（電流）就不會流動 。
- 問： 抽水機如何類比電池的功能？
答： 抽水機提供水壓（能量）使水（電荷）從低處（負極）流到高處（正極），形成循環 。
- 問： 「電位能」和「電壓」有何不同？
答： 電壓是「單位電荷」所具有的能量差（電位差） ；電位能是電荷在某點所具有的總能量 。
- 問：
1.5V 的乾電池是什麼意思？
答： 表示電池正極與負極之間的電壓（電位差）為
1.5 伏特 。
- 問： 為什麼伏特計的電阻需要設計得很大？
答： 這樣在並聯測量時，才不會有太多電流流過伏特計，進而影響原電路的狀態 。
- 問： 如果將伏特計的正負極接反，會發生什麼？ 答： 指針會反向偏轉（此資訊未在課文中，但為基礎知識）。
- 問： 測量一個 1.5V 電池的電壓，應選用
3V、15V 還是 30V 的測量範圍？
答： 3V（選擇略大於待測電壓的最小範圍，讀數最準確）。
- 問： 兩個 1.5V 電池串聯，總電壓
3V；兩個 1.5V 電池並聯，總電壓 1.5V。哪種接法燈泡比較亮？
答： 串聯 。
- 問： 兩個相同的燈泡串聯，V總 = 3V，V1 = 1.5V，請問 V2 是多少？
答： 1.5V（V總 = V1 + V2） 。
- 問： 兩個相同的燈泡並聯，V總 = 3V，V1 = 3V，請問 V2 是多少？
答： 3V（V總 = V1 = V2） 。
- 問： 安培計和伏特計在使用上有哪些「相同」的注意事項？（請列舉三項）
答： 1. 使用前須歸零。 2. 正負極要正確連接。 3. 測量範圍應由大到小 。
- 問： 安培計和伏特計在使用上有哪些「相異」的注意事項？（請列舉兩項）
答： 1. 安培計測電流，伏特計測電壓。 2. 安培計串聯，伏特計並聯
。
- 問： 為什麼兩個燈泡並聯時，亮度會和單一燈泡時相同？
答： 因為並聯時，這兩個燈泡兩端的電壓與原來單一燈泡時相同 。
- 問： 為什麼兩個燈泡串聯時，亮度會比單一燈泡時暗？
答： 因為總電壓被兩個燈泡分攤了，每個燈泡上的電壓都變小了 。
- 問： 課文 [659] 和 [683] 的圖中，伏特計分別在測量什麼？
答： 圖 [659] 測量電池（電源）的電壓；圖 [683] 測量燈泡的電壓 。
- 問： 一個 9V 電池，和六個
1.5V 電池「串聯」，哪一個總電壓比較高？
答：
一樣高（6 * 1.5V = 9V）。
- 問： 課文 [869] 中，如果伏特計 V 改為與燈泡 2 並聯，當開關（取代燈泡1）關閉時，V 讀數多少？
答： 5V。
- 問： 承上題，當開關（取代燈泡1）打開時，V 讀數多少？
答： 0V。
- 問： 課文
[899-905] 圖中，甲、乙、丙是相同燈泡，電池電壓 3V，請問甲燈泡兩端的電壓是多少？
答： 1.5V（甲和乙串聯，平分並聯分支的 3V 電壓）。
- 問： 承上題，乙燈泡兩端的電壓是多少？
答： 1.5V 。
- 問： 承上題，丙燈泡兩端的電壓是多少？
答： 3V 。
- 問： 課文
[911-918] 圖中，e、f、g 都是電池，若 e、g 兩點間的電壓是 3V，請問 a、d 兩點間的電壓是多少？
答： 4.5V（e、g 間是 2 顆電池 = 3V，代表 1 顆是 1.5V。a、d 間的總電壓是 3 顆電池串聯 = 4.5V） 。
- 問： 課文
[911-918] 圖中，三個燈泡是串聯還是並聯？
答：
並聯。
- 問： 課文
[911-918] 圖中，三個電池是串聯還是並聯？
答：
串聯。
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