公務人員特種考試基本電學大意112 年第 16 題單選題
如圖所示之電路,求電壓 V0 為何?
D正確答案
用KVL沿右側迴路分析,考慮電流方向與電壓源極性,Vo = -3V。
為什麼答案是 D
沿右側迴路KVL:I=1A由右下角向左流入底部,通過底部1Ω後往右側支路。右側支路由下往上:3Ω壓降=1×3=3V(下+上-),再串Vo(+端朝上),再串6V電源(+端朝上,圖示(+-)表示上端為+)。KVL順時針:-3 + Vo + 6 = 0,但需確認6V極性,圖示6V電源(·+)在上,順時針走壓降為+6。整理:KVL右側迴路從底節點逆時針:+3(3Ω)- Vo - 6 = 0 → Vo = 3 - 6 = -3V。
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完整詳解
Pro · 無限重點 用KVL沿右側迴路分析,考慮電流方向與電壓源極性,Vo = -3V。
右側迴路KVL:從底部節點順時針走,I=1A向左流入右下角,沿3Ω、Vo、6V列方程,注意各元件電壓正負號。
逐選項分析
A✕
+1V為正號錯誤,忽略了Vo電壓源極性(+端朝上)與KVL方向不一致所帶來的負號。
B✕ 陷阱
-1V常見陷阱,可能誤將3Ω上電壓算為2V或誤判6V電源方向,導致數值算錯。
C✕
+3V僅數值正確但符號錯誤,忽略Vo電壓源標示(+)朝上但KVL走向導致的負值。
D✓ 正確
沿右側迴路KVL:I=1A由右下角向左流入底部,通過底部1Ω後往右側支路。右側支路由下往上:3Ω壓降=1×3=3V(下+上-),再串Vo(+端朝上),再串6V電源(+端朝上,圖示(+-)表示上端為+)。KVL順時針:-3 + Vo + 6 = 0,但需確認6V極性,圖示6V電源(·+)在上,順時針走壓降為+6。整理:KVL右側迴路從底節點逆時針:+3(3Ω)- Vo - 6 = 0 → Vo = 3 - 6 = -3V。
右側迴路KVL各元件電壓整理
| 元件 | 數值 | KVL中符號 | 說明 |
|---|
| 3Ω電阻 | 1A×3Ω=3V | +3V | I=1A向上流過3Ω,下端+上端-,沿逆時針方向為+ |
| Vo電壓源 | 未知 | -Vo | 圖示(+)朝上,逆時針走遇+端為-Vo |
| 6V電壓源 | 6V | -6V | 圖示(+·)在上,逆時針走遇+端為-6V |
本題最大陷阱在於I=1A的方向(箭頭向左,表示從右下節點流出)以及Vo電壓源(+)極朝上的極性判斷。若將電流方向或電壓源極性搞反,會得到+1V或-1V等錯誤答案。務必先標出各元件電壓極性再套KVL。