一般警察人員考試四等考試-消防警察人員類別普通物理學概要與普通化學概要106 年第 4 題單選題
變壓器是利用什麼原理,來提高或降低電壓?
B正確答案
變壓器利用電磁感應(法拉第定律),透過線圈匝數比改變電壓。
為什麼答案是 B
變壓器利用法拉第電磁感應定律:主線圈交流電產生變動磁通量,透過鐵芯傳至副線圈感應電動勢。電壓比等於匝數比 V1/V2 = N1/N2。
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完整詳解
Pro · 無限重點 變壓器利用電磁感應(法拉第定律),透過線圈匝數比改變電壓。
逐選項分析
A✕ 陷阱
安培定律描述電流產生磁場的關係(右手定則),用於說明通電導線周圍的磁場,與變壓器改變電壓的原理無直接關聯。
B✓ 正確
變壓器利用法拉第電磁感應定律:主線圈交流電產生變動磁通量,透過鐵芯傳至副線圈感應電動勢。電壓比等於匝數比 V1/V2 = N1/N2。
C✕
庫倫定律描述兩靜止電荷間的作用力,屬於靜電學範疇,與變壓器的電磁動態過程無關。
D✕
高斯定律描述電場通量與封閉曲面內電荷的關係,用於求對稱電場,與變壓器運作原理無關。
電磁學四大定律比較
| 定律 | 核心概念 | 公式要點 | 典型應用 |
|---|
| 庫倫定律 | 靜電荷間作用力 | F=kq1q2/r² | 靜電作用 |
| 高斯定律 | 電場通量與電荷 | ∮E·dA=Q/ε₀ | 對稱電場 |
| 安培定律 | 電流產生磁場 | ∮B·dl=μ₀I | 螺線管磁場 |
| 法拉第定律 | 變動磁場生電動勢 | ε=-dΦ/dt | 變壓器、發電機 |
考生易把「安培定律」(電流生磁)和「電磁感應」(磁變生電)搞混。變壓器的關鍵是「磁通量變化在副線圈感應出電壓」,方向是磁→電,故屬電磁感應而非安培定律。