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114 年第 19 題單選題
一電動勢 12.00 V 的電池,其內電阻為 5 Ω,將一伏特計直接跨接在電池的兩端點,若伏特計的阻抗為 1195 Ω,則伏特計測量到的讀值為何?
A7.50 V
B9.50 V
C11.95 V正確答案
D12.00 V
C正確答案
伏特計與內電阻串聯分壓,V讀=E×R/(R+r)=12×1195/1200=11.95V。
為什麼答案是 C
電路總電阻 = 1195+5 = 1200 Ω,電流 I=12/1200=0.01 A,伏特計讀值 = IR = 0.01×1195 = 11.95 V。
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完整詳解
Pro · 無限重點 伏特計與內電阻串聯分壓,V讀=E×R/(R+r)=12×1195/1200=11.95V。
分壓公式:伏特計電壓 = EMF × R伏 /(R伏 + r內),直接代入即得。
逐選項分析
A✕
7.50 V 無對應計算依據,數值偏離分壓結果過多。
B✕
9.50 V 亦非正確分壓結果,可能為亂湊干擾選項。
C✓ 正確
電路總電阻 = 1195+5 = 1200 Ω,電流 I=12/1200=0.01 A,伏特計讀值 = IR = 0.01×1195 = 11.95 V。
D✕ 陷阱
12.00 V 是電池電動勢(開路電壓),但因內電阻存在,實際測得電壓略小於 EMF,屬常見陷阱。
電池端電壓計算
| 項目 | 符號 | 數值 | 說明 |
|---|
| 電動勢 | ε | 12.00 V | 電池本身 |
| 內電阻 | r | 5 Ω | 電池內部 |
| 伏特計阻抗 | R | 1195 Ω | 外電路 |
| 電流 | I=ε/(R+r) | 0.01 A | 串聯總電流 |
| 伏特計讀值 | V=IR | 11.95 V | 正解 |
考生易誤以為「伏特計讀值 = 電動勢」而選 D。實際上伏特計並非理想(阻抗非無限大),電流流過內電阻產生壓降,讀值必略小於 EMF。本題刻意把伏特計阻抗設為 1195 Ω 就是要考此分壓觀念。