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110 年第 5 題單選題
如圖所示的電路中,理想電池的端電壓為 18 V,電阻 R1 與 R2 與電池串聯。現因使用上的需要,欲使 M、N 兩點間的電壓為 6 V,則 R1 與 R2 的比值應為何?
C正確答案
串聯電路電壓分配與電阻成正比。M、N 間電壓即 R2 電壓 6V,故 R1 電壓為 12V,比值為 12:6 = 2。
為什麼答案是 C
正確。M、N 間電壓即 R2 兩端電壓為 6V,故 R1 兩端電壓為 18V - 6V = 12V。串聯電路電壓與電阻成正比,R1/R2 = 12/6 = 2。
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完整詳解
Pro · 無限重點 串聯電路電壓分配與電阻成正比。M、N 間電壓即 R2 電壓 6V,故 R1 電壓為 12V,比值為 12:6 = 2。
秒殺技巧:總電壓 18V,MN 間 (R2) 分得 6V,代表 R1 分得 12V。電壓比等於電阻比,12:6 = 2,選 C。
逐選項分析
A✕ 陷阱
錯誤。這是 R2 電壓與總電壓的比值 (6/18),或是誤用分壓公式算錯。串聯電路中電阻比值應為各自分得電壓的比值。
B✕ 陷阱
錯誤。這是 R2 與 R1 的比值 (6/12 = 0.5)。題目問的是 R1 與 R2 的比值,分子分母顛倒是常見陷阱。
C✓ 正確
正確。M、N 間電壓即 R2 兩端電壓為 6V,故 R1 兩端電壓為 18V - 6V = 12V。串聯電路電壓與電阻成正比,R1/R2 = 12/6 = 2。
D✕ 陷阱
錯誤。這是總電壓與 R2 電壓的比值 (18/6 = 3),代表總電阻與 R2 的比值,而非 R1 與 R2 的比值。
串聯電路核心特性
| 物理量 | 串聯電路特性 | 本題數據應用 |
|---|
| 電流 (I) | 各處電流相等 | 流經 R1 與 R2 電流相同 |
| 電壓 (V) | 總電壓等於各元件電壓和 | 18V = V_R1 + 6V,故 V_R1 = 12V |
| 電阻與電壓 | 電壓與電阻成正比 | R1/R2 = V_R1/V_R2 = 12/6 = 2 |
題目問的是 R1 與 R2 的比值,考生容易直覺用 M、N 間電壓 (6V) 除以總電壓 (18V) 得到 1/3,或是將 R2/R1 (0.5) 誤認為答案。必須先求出 R1 的電壓 (12V),再確認分子分母順序求比值。