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中五物理電磁感應 第四份：變壓器效率與高壓輸電
中五物理電磁感應 第四份：變壓器效率與高壓輸電
升降壓匝數比、理想與非理想變壓器電流、法拉第定律求平均電動勢、輸電損耗比較與發電機換向，10 題分四級。
練習重點 變壓器先判升降壓，再用功率守恆（有效率就先乘效率）；輸電題一律先由 P = VI 求電流再算 I²R。
01 本卷資料（做完才看答案）
| 項目 | 內容 |
|---|---|
| 題數 | 10 |
| 建議時間 | 25 |
| 難度分佈 | 基礎 4 · 進階 3 · 挑戰 2 · 錯題重練 1 |
| 對應章節 | 所屬章節：中五物理：電磁感應與變壓器 |
| 適用年級 | 基礎 4 題、進階 3 題、挑戰 2 題、錯題重練 1 題 |
02 題目（10 題）
- 基礎變壓器初級 1 000 匝接 220 V，次級 200 匝，次級電壓是多少？
- 基礎理想變壓器次級輸出 12 V、2 A，初級接 240 V，初級電流是多少？
- 基礎100 匝線圈內磁通量在 0.5 秒均勻減少 0.02 Wb，感應電動勢是多少？
- 基礎交流發電機用滑環而直流發電機用換向器，兩者輸出有何分別？
- 進階要把 240 V 升到 6 000 V，初級 400 匝，次級要多少匝？
- 進階100 kW 電力以 400 V 輸送，線路電阻 0.4 Ω，線路損耗是多少 W？
- 進階變壓器輸入 500 W，次級 46 V 輸出 10 A，效率是多少？
- 挑戰20 MW 電力分別以 20 kV 及 200 kV 輸送，線路電阻 2 Ω，兩者損耗相差多少倍？
- 挑戰200 匝線圈的磁通量在 0.02 秒內由 0.05 Wb 減到 0.01 Wb，平均感應電動勢是多少？
- 錯題重練學生計變壓器次級電流時忘記效率：輸入 600 W、效率 90%、次級 60 V，他答 10 A。正確答案是多少？
03 答案與一句解說
| 題號 | 答案 | 一句解說 |
|---|---|---|
| 1 | 44 V | 電壓比等於匝數比，220 × 200 ÷ 1 000 = 44 V，屬降壓變壓器。 |
| 2 | 0.1 A | 功率 = 12 × 2 = 24 W，理想變壓器功率不變，初級電流 = 24 ÷ 240 = 0.1 A。 |
| 3 | 4 V | 法拉第定律 ε = N ΔΦ ÷ Δt = 100 × 0.02 ÷ 0.5 = 4 V。 |
| 4 | 滑環輸出交流電，換向器每半圈換向輸出直流電 | 滑環令線圈兩端永遠接同一外電路，電流方向隨線圈轉動交替；換向器每半圈把接點對調，所以外電路電流方向固定。 |
| 5 | 10 000 匝 | 次級匝數 = 400 × 6 000 ÷ 240 = 10 000 匝。 |
| 6 | 25 000 W（25 kW） | I = 100 000 ÷ 400 = 250 A，損耗 = I²R = 250² × 0.4 = 25 000 W。 |
| 7 | 92% | 輸出功率 = 46 × 10 = 460 W，效率 = 460 ÷ 500 = 92%。 |
| 8 | 相差 100 倍（2 MW 對 20 kW） | 20 kV 時 I = 1 000 A，損耗 1 000² × 2 = 2 × 10⁶ W；200 kV 時 I = 100 A，損耗 100² × 2 = 2 × 10⁴ W，比值 100。 |
| 9 | 400 V | ε = N ΔΦ ÷ Δt = 200 × 0.04 ÷ 0.02 = 400 V。 |
| 10 | 9 A | 實際輸出 = 600 × 0.9 = 540 W，次級電流 = 540 ÷ 60 = 9 A。 |
04 做完之後怎樣跟進
- 對完答案，只重做錯的那幾題，並在錯題旁寫出錯在哪一步（公式、單位還是抄錯數）。
- 同一題隔兩日再做一次；兩次都對才可以移到下一份練習。
- 家長只需看答案欄與解說欄，不必逐題講解。
本卷題目與答案由 TutorZone 團隊原創編寫，並非任何學校、出版社或考試局的試題；數值與答案均以程式核算。
