第5~7題為題組
國際度量衡大會考量科學的實驗結果應具有一貫性和可複製性,故
制定國際單位(SI)制,作為全球科學工作者採用的依據。
-34
Js
科學家發現電壓、電阻與電磁波能量等電磁量的量子單元,與普朗
克常數 h相關,因此訂h=6.62607015×10
s為新的質量基準。工
程師使用類似於如圖的電磁天平來校準質量,並利用經過量子單元校正
的電磁量,來測量與換算線圈的電壓與電流,藉以連結質量 M 與普朗
克常數 h。
5. 下列何者是目前國際單位制的基本物理量?
(A)速度 (B)電流 (C)力矩 (D)力 (E)功。
線圈速度v(mm/s)
感應電壓V(mV)
V
(a)
-3.8
-95
感應電壓V
(mV)
2
6. 國際度量衡大會以普朗克常數重新定義「公斤」。已知普朗克常數k的單位為J·s,可寫為
[] = J·s。試推論出如何以[]、m、s 表示 kg ?
kg = [h] -5/m²
J.S= kg⋅m² s² = kg.m²/s
G
靜態模式時,線圈電流/與磁鐵之間的作用力量值為 F = fol。由於缺乏檢測龙的設備,無
法從靜態模式求得待測物的質量 M。已知當線圈相對於磁鐵移動的速度為v時,線圈的感應
電動勢(電壓)為 V = fev,動態模式與靜態模式的五相同,如圖(a)。分析線圈速度v以及
對應的電壓表讀數 V,得其數據如下表,並繪製感應電壓對線圈速度(V-v)的關係圖,如圖
(b)所示,藉以推算值。當天平達靜態平衡時,線圈電流 I = 40 mA,試以 kg 為單位,計算
待測物的質量,須寫出計算步驟,並四捨五入至小數第1位。(g=9.8 m/s)
- 4
-3
-2.2
-55
-2
.
- 1
【111 學測改】
0.1
2.5
100 下
-80
60
-40
20
0
O
0
20
40
60
80
100
線圈速度v(mm/s)
(b)
固定磁鐵
1.8
45
.
2
線圈
X 磁力
Y
3
:
.
3.6
90
M
4
重力
(O)
