《第五冊4-4歐姆定律與電阻》 課文簡答題
4-4歐姆定律與電阻
課文簡答題
- 問： 卡通中，琳琳戴著橡膠手套抓電氣鼠，為什麼她不會被電到？
答： 因為橡膠是絕緣體，電阻值很大 。
- 問： 電阻值很大的絕緣體（如橡膠），就算電壓很高，會產生明顯的電流嗎？
答： 不會 。
- 問： 在相同的電路中，如果電池提供的「電壓」不同，電路中的「電流量」會隨之改變嗎？
答： 會 。
- 問： 電路中電流量的改變，會影響燈泡的什麼？
答： 燈泡的亮度 。
- 問： 如果電池的電壓相同，但在電路上連接另一種導體（例如用鉛筆芯代替部分導線），燈泡亮度會改變嗎？
答： 會改變 。
- 問： 課文圖 4-21 中，將導線換成鉛筆芯後，燈泡的亮度發生了什麼變化？
答： 亮度降低 。
- 問： 綜合課文 4-21 的例子，哪兩個因素會影響電路上的電流大小？
答： 電壓，以及電路上所連接的導體 。
- 問： 實驗 4-1 的目的是要探討材料兩端的什麼，與通過的什麼之間的關係？
答： 探討材料兩端電壓與通過電流的關係 。
- 問： 實驗 4-1 最終要幫助我們了解什麼概念？
答： 電阻的概念 。
- 問： 實驗 4-1 中，使用了哪兩種不同的導體材料來進行測試？
答： 鉛筆芯和發光二極體（LED） 。
- 問： 在實驗 4-1 的電路中，伏特計應該與待測物（鉛筆芯）如何連接？
答： 並聯 。
- 問： 在實驗 4-1 的電路中，毫安培計應該與待測物（鉛筆芯）如何連接？
答： 串聯 。
- 問： 在實驗 4-1 中，如何改變施加在鉛筆芯兩端的電壓？
答： 逐次增加一個電池串聯 。
- 問： 實驗 4-1 繪製關係圖時，是以哪個物理量為縱軸（Y 軸）？
答： 電流（I） 。
- 問： 實驗 4-1 繪製關係圖時，是以哪個物理量為橫軸（X 軸）？
答： 電壓（V） 。
- 問： 實驗結果顯示，在相同電壓下，通過鉛筆芯與 LED 的電流大小是否相同？
答： 不相同 。
- 問： 實驗中，鉛筆芯的電流與電壓關係圖（I-V 圖）呈現什麼樣的圖形？
答： 一條通過原點之斜直線 。
- 問： 鉛筆芯的 I-V 圖是通過原點的斜直線，這代表電流與電壓是什麼關係？
答： 成正比 。
- 問： 承上題，這也代表鉛筆芯的電流與電壓的比值（I/V）是什麼？
答： 為定值 。
- 問： 實驗中，LED 的電流與電壓關係圖（I-V
圖）呈現什麼樣的圖形？
答： 一條通過原點的曲線 。
- 問： LED
的 I-V 圖是曲線，這代表電流與電壓是否成正比？
答： 不成正比（只呈正相關） 。
- 問： 承上題，這也代表
LED 的電流與電壓的比值（I/V）是否為定值？
答： 不為定值 。
- 問： 實驗 4-1 的結果證明，導體的什麼特性會影響電流的大小？
答： 導體的種類 。
- 問： 生活中的電線為什麼大多使用金屬（如銅）？
答： 因為大部分金屬為電的良導體且電阻較低 。
- 問： 哪位科學家發現，在溫度不變下，金屬導體兩端的電壓與通過的電流恆成正比？
答： 歐姆 。
- 問： 「在溫度保持不變下，金屬導體兩端的電壓，與通過此材料的電流恆成正比」，這個關係稱為什麼？
答： 歐姆定律 。
- 問： 歐姆定律的數學關係式（V, I, 定值）為何？
答： V/I ＝ 定值 。
- 問： 哪些材料普遍都能滿足歐姆定律？
答： 大部分金屬導體及石墨 。
- 問： 滿足歐姆定律的物體（V-I
圖為通過原點的斜直線），稱為什麼？
答： 歐姆式導體 。
- 問： 請舉出一個「歐姆式導體」的例子。
答： 鉛筆芯（或多數的金屬） 。
- 問： 不符合歐姆定律的物體（V-I 圖為曲線），稱為什麼？
答： 非歐姆式導體 。
- 問： 請舉出一個「非歐姆式導體」的例子。
答： 二極體（或 LED） 。
- 問： 導體兩端電壓 (V)
與通過電流 (I) 的比值（V/I），稱之為該材料的什麼？
答： 電阻（R） 。
- 問： 電阻的定義公式為何？（請以 R, V, I 表示）
答： R＝V/I 。
- 問： 在相同電壓下，電阻值愈小，通過的電流會愈大還是愈小？
答： 愈大 。
- 問： 承上題，電阻值愈小，代表該材料對電流的阻礙愈大還是愈小？
答： 阻礙愈小 。
- 問： 電阻的單位是什麼？（請寫中文與符號）
答： 歐姆（Ω） 。
- 問： 電阻在電路圖中的符號是什麼？
答： 。
- 問： 1 歐姆 (Ω) 是如何定義的？
答： 當電路兩端電壓為 1 伏特時，若有 1 安培的電流通過，電阻大小即為 1 歐姆 。
- 問： 電阻是電路阻止電流通過，同時使電能轉換為什麼能量的性質？
答： 熱能 。
- 問： 電流流經導體時，阻力會轉變成為熱能，使導線溫度上升，嚴重時可能造成什麼危險？
答： 電線走火 。
- 問： 在 V-I 關係圖（V 為橫軸，I 為縱軸）中，若兩導體甲、乙的電壓相同時，乙的電流較小，則哪個電阻較大？
答： 乙導體電阻較大 。
- 問： 承上題，若使兩導體通過相同電流時，哪個導體兩端的電壓會較大？
答： 乙導體 。
- 問： 一個歐姆式導體，在
3V 時測得 1A 電流。請問此導體的電阻 R 是多少歐姆？
答： 3 Ω (R=V/I = 3V/1A) 。
- 問： 承上題，若將電壓增加為 4.5V，安培計讀數應為何？
答： 1.5 A (因為歐姆式導體 V/I 為定值，3/1 = 4.5/I) 。
- 問： 電阻最小的材料，如銀、銅，稱為什麼？
答： 導體 。
- 問： 電阻非常大的材料，如玻璃、塑膠，稱為什麼？
答： 絕緣體 。
- 問： 電阻產生的微觀原因，是自由電子在移動時與什麼發生碰撞？
答： 導體原子 。
- 問： 相同材質的金屬導線，哪兩個物理因素會影響其電阻值？
答： 長度及截面積 。
- 問： 當導線「長度相同」時，電阻大小 (R) 與導體的「截面積」 (A) 成什麼比？
答： 成反比 。
- 問： 截面積愈大（導線愈粗）的導線，其電阻愈大還是愈小？
答： 電阻愈小 。
- 問： 為什麼導體愈粗，電阻愈小？
答： 因為電子能行經的空間較多 。
- 問： 當導線「截面積相同」時，電阻大小 (R) 與導體的「長度」 (l) 成什麼比？
答： 成正比 。
- 問： 導線愈長，其電阻愈大還是愈小？
答： 電阻愈大 。
- 問： 為什麼導體愈長，電阻愈大？
答： 因為電子行經時的阻礙較多 。
- 問： V＝IR、I＝V/R、R＝V/I 這些公式是哪個定律的數學表示法？
答： 歐姆定律 。
- 問： 在 I-V 關係圖（I 為縱軸，V 為橫軸）中，斜率愈大的導線，其電阻愈大還是愈小？
答： 電阻愈小 。
- 問： 承上題圖 ，甲、乙、丙三電阻，電阻大小關係為何？ 答： 丙＞乙＞甲 。
- 問： 承上題，若三電阻材質、長度皆相同，則截面積大小關係為何？
答： 甲＞乙＞丙 。
- 問： 根據 R=V/I，一導體在電壓 8V
時，電流為 2A，其電阻為多少？
答： 4 Ω (R = 8V / 2A) 。
- 問： 根據 R=V/I，一導體在電壓 4V
時，電流為 4A，其電阻為多少？
答： 1 Ω (R = 4V / 4A) 。
- 問： 電量的代號是什麼？
答： Q 。
- 問： 電量的單位符號是什麼？
答： C（庫侖） 。
- 問： 電流的代號是什麼？
答： I 。
- 問： 電流的單位符號是什麼？
答： A（安培） 。
- 問： 電壓的代號是什麼？
答： V 。
- 問： 電壓的單位符號是什麼？
答： V（伏特） 。
- 問： 電阻的代號是什麼？
答： R 。
- 問： 電阻的單位符號是什麼？
答： Ω（歐姆） 。
- 問： 電量 (Q)、電流 (I) 和時間 (t) 的關係式為何？
答： Q = It（或 I = Q/t） 。
- 問： 電壓 (V)、電流 (I) 和電阻 (R) 的關係式為何？
答： V = IR（或 R = V/I） 。
- 問： 使用三用電表時，黑色探針應一律連接到哪個孔位？
答： COM 孔位 。
- 問： 使用三用電表測量直流電壓 (DCV) 時，應如何操作以避免電表損壞？
答： 應由高數字檔位往低數字檔位漸進測量 。
- 問： 使用三用電表測量直流電流 (DCA) 時，應如何連接到電路中？
答： 串聯（紅色探針連接靠近正極的一端，黑色探針連接靠近負極的一端） 。
- 問： 使用三用電表測量電阻
(Ω) 時，待測物是否可以連接在電路上？
答： 不行，必須在未連接於電路的狀況下測量 。
- 問： 在「串聯」電路中，各處的電流大小有何關係？
答： 電流大小相同（I總＝I1＝I2） 。
- 問： 在串聯電路中，若任一元件損壞，整個電路會如何？
答： 整個電路的電流停止 。
- 問： 電阻串聯時，總電阻會變大還是變小？
答： 總電阻值會較大 。
- 問： 串聯電路的總電阻
(R總) 如何計算？
答： R總 = R1 + R2 (為各電阻的總和) 。
- 問： 在串聯電路中，各元件兩端的電壓 (V) 與其電阻 (R) 成什麼比？
答： 成正比 。
- 問： 在「並聯」電路中，若任一條分支損壞，會影響其他分支嗎？
答： 不影響 。
- 問： 並聯電路的總電流
(I總) 如何計算？
答： I總＝I1＋I2 (為各分支電流總合) 。
- 問： 電阻並聯時，總電阻會變大還是變小？
答： 總電阻值會較小 。
- 問： 為什麼並聯電路總電阻會較小？
答： 因為並聯電路分支電路愈多，即增加電阻的截面積 。
- 問： 在並聯電路中，各分支電路兩端的電壓 (V) 有何關係？
答： 均相同，且等於電池提供的總電壓（V總＝V1＝V2） 。
- 問： 在並聯電路中，各分支的電流 (I) 與其電阻 (R) 成什麼比？
答： 成反比 。
- 問： 承上題，在並聯電路中，電阻愈大的分支，其通過的電流愈大還是愈小？
答： 愈小 。
- 問： 燈泡串聯的電路，若再加上更多燈泡串聯，總電阻變大，燈泡亮度會如何？
答： 燈泡會更不亮 。
- 問： 燈泡並聯的電路，若再加上更多燈泡並聯，原有燈泡的亮度會如何變化？
答： 亮度均與只有單顆燈泡連接時相同 。
- 問： 為什麼教室中的日光燈管通常採用並聯？
答： 因為這樣才能提供足夠的亮度（電壓足夠），並且其中一個損毀也不影響其他燈管 。
- 問： 一個 2Ω 電阻和一個 3Ω 電阻並聯，電阻比為
2:3。流經它們的電流比（I_2Ω : I_3Ω）是多少？
答： 3：2 。
- 問： 承上題，若總電流為
5 安培，流經 2Ω 電阻的電流是多少？
答： 3 安培 。
- 問： 承上題，電池的電壓為多少伏特？
答： 6 伏特 (V = I × R = 3A × 2Ω) 。
- 問： 比較甲電路（僅燈泡）、乙電路（燈泡串聯電阻）、丙電路（燈泡並聯電阻），哪個電路的總電流（安培計讀數）最大？
答： 丙電路 。
- 問： 承上題，哪個電路的總電流（安培計讀數）最小？
答： 乙電路 。
- 問： 承上題，甲、乙、丙哪個電路中的「燈泡」兩端電壓最大？
答： 甲電路和丙電路 。
- 問： 承上題，甲、乙、丙哪個電路的燈泡亮度最亮？
答： 甲電路和丙電路（亮度相同） 。
- 問： 導體甲 (L, A)、乙 (2L, A)、丙 (L, 2A)
皆為相同材質。哪個電阻最大？
答： 乙 。
- 問： 承上題，哪個電阻最小？
答： 丙 。
- 問： 承上題，若將三導體分別接上相同電壓，哪個電流 (I) 最大？
答： I丙 (因為電阻最小) 。
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