1.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

用以下兩種線路來量度一未知值的電阻 R,其中的儀錶都不假設為理想。問哪一線路會計出較準的 R 。

 

線路A

 

線路 B

 

2.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖中的儀錶不是理想的。兩個伏特計完全相同,兩個安培計也是完全相同。假設我們事前不知道儀錶的內阻值。試只用儀錶上的數值,去求黑色電阻的電阻值。

 

3.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.

 

 

 

 

以下問題出自 2003年 2月號 "The Physics Teacher" 中 "Physics Challenges for Teachers and Students"。

 

 

5.

 

 

 

 

6.

 

 

 

 

圖中的燈泡的亮度在 S 開或關時,都是一樣的,求燈泡的電阻。

[取材自 March/April 1998 QUANTUM]

7.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

圖中 P、Q 是分別帶有正、負電荷的金屬板 (電容)。當關閉開關後,Q金屬板的負電荷(電子)會沿外電路,經燈泡跑到 P,與 在那處的正電荷中和。當電子經過燈泡,燈泡會發光。但當 P 和 Q 的電荷完全中和,電流消失,燈泡也不再發光。

要不斷維持上述電流,要在 P 和 Q 之中間加上一個「電荷泵(charge pump)」。電荷正負相吸,它們是不會自動分開的。「電荷泵」的作用是克服正負電荷的相吸,把負電荷不斷從 P 運輸到 Q (或正電荷從 Q 到 P )。負電荷再「順乎自然」經外電路流回帶正電荷的 P。電荷循環不息,因而製造穩定電流。

「電荷泵」是譬喻的說法,它和 P 和 Q 組成的就是一個電源 (source of emf)。電池是一種電源,是利用化學過程把正負電荷拆散 (對電荷作正功),擔當如「電荷泵」的工作

02 年美國 康乃爾 Cornell 大學科研人員研製一種很特別的微型電源,稱為 atomic battery 或 radioactive battery。它是利用輻射粒子( a b ) 的帶電性質,來扮演「電荷泵」的角色。

其實, atomic battery 的構思不是新的。 右圖就是一種這類的設計:在負極上塗上一些發射 a 粒子的物質。輻射是自發現象,與外在條件無關。a 是帶兩個單位的正電荷粒子,當 a 粒子射往正極,這即是把正電荷抗拒排斥,「泵」往正極。

當正極的正電荷數目太多時,a 粒子也無法再抵達。請利用以下a 粒子的物理數據來計算一個這樣的電源可得到最大的電動勢(emf)為何?

a 粒子的速度約是光速的 10 %,即是

a 粒子的電荷和質量比是