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title: 2020年11月29日 上課
tags: [高中化學, 高中物理]

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# 2020年11月29日 上課
###### tags: `高中化學` `高中物理`
預定複習範圍：物理科、化學科（第二輪）複習計畫十週
## 物理口試
實際測驗範圍：物理科複習計畫（第二輪）**第十六、十七、十八週**

## 化學口試
實際測驗範圍：化學科複習計畫（第二輪）**第十六、十七、十八週**

## 課前提問
### 課前提問1——[99年指考 物理考科](https://shorturl.at/alX05) 第16、17題
![](https://i.imgur.com/52vf2yg.jpg)
參考答案：16. (B)；17. (C\)

#### 快速解題
題述情況的施力量值為 $F=\dfrac{B^2w^2v}{R}$。
只有在線圈部份切進磁場時才需施力，所以施力時的位移是 $2a$，時間為 $2a/v$。故衝量 $$J=F\Delta t=\dfrac{B^2w^2v}{R}\dfrac{2a}{v}=\dfrac{2B^2w^2a}{R}。$$

### 課前提問2——[103年指考 物理考科](https://shorturl.at/fpEHX) 第20題
![](https://i.imgur.com/ABaQHvP.jpg)
參考答案：(A)
::: spoiler
#### 快速解題
- 由靜止自由落下位移 $L$，速率為 $v=\sqrt{2gL}$。
- 感應電流公式 $I=BLv/R$，代入 $v$。
- 力平衡：$ILB=mg$，解 $m$，代入 $I$。
#### 詳細解析
設方形迴路正好進入磁場時的速率為 $v$，則由力學能守恆 $\Delta K+\Delta U=0$，可得 $$\left(0-\dfrac{1}{2}mv^2\right)+(mgL-0)=0，\tag{1}$$ 解得 $$v=\sqrt{2gL}。\tag{2}$$

方形迴路部分進入磁場後變成等速度運動，速率依然為 $v$，而且迴路下邊在磁場中移動，會使迴路中存在感應電動勢 $\mathcal{E}=vBL$，於是產生穩定電流，判讀磁場方向可知電流方向為順時針，由歐姆定律得電流強度為 $$I=\dfrac{\mathcal{E}}{R}=\dfrac{BL\sqrt{2gL}}{R}。\tag{3}$$

接著分析受力，方形迴路顯然受向下、量值為 $mg$ 的重力；已知迴路部分進入磁場時會產生感應電流，又載流導線在磁場中會受力（姑且簡稱磁力），左、右邊的磁力等大抵銷，下邊的磁力朝上，上邊不受磁力，所以整體迴路受的淨磁力向上，量值為 $ILB$。由於方形迴路做等速度運動，因此它受到的合力為零，即 $$ILB-mg=0，\tag{4}$$ 並運用 (3) 式推得 $$m=\dfrac{ILB}{g}=\dfrac{B^2L^2\sqrt{2gL}}{gR}=\dfrac{\sqrt{2L}}{\sqrt{g}R}B^2L^2，\tag{5}$$ 所求分別為 (3)、(5) 式，答案應選 (A)。$\blacksquare$
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### 課前提問3
![](https://i.imgur.com/5rEybJy.jpg)
參考答案：(A)(B)(C\)(D)(E)

::: spoiler
#### 詳細解析
在磁場中均速旋轉的線圈，其感應電動勢公式為 $$\mathcal{E}=NBA\omega\sin\theta，\tag{1}$$ 
其最大值為 $$\mathcal{E}_\max=NBA\omega，\tag{2}$$（因為 $\sin\theta$ 的最大值是 $1$）。 以上兩式中，$N$ 為線圈匝數，$B$ 為磁場強度，$A$ 為有效線圈面積，$\omega$ 為線圈旋轉頻率，$\theta=\omega t+\theta_0$ 為磁場與線圈面積向量的夾角，假定為等速旋轉。

$\sin\theta$ 在轉動過程中，一半時間（$0<\theta<\pi$）為正，一半時間（$\pi<\theta<2\pi$）為負，故電動勢 $\mathcal{E}$、電流 $I$ 都是每半圈換一次方向，選項 (D) 正確。

將數值 $N=1$， $A=\pi\times(1~\text{m})^2/2=0.5\pi~\text{m}^2$，$B=1~\text{T}$，$\omega=60~\text{rps}=120\pi~\text{s}^{-1}$ 代入 (2) 式，得到 $$\mathcal{E}_\max=60\pi^2~\text{V}\approx592~\text{V}，$$ 故選項 (B) 正確。當迴路電阻為 $R=60~\Omega$ 時，通過安培計的電流強度應為 $$I=592~\text{V}/60~\Omega\approx9.87~\text{A}，$$故選項 (A) 正確。

假如能量沒損耗，完全有手柄轉動的動能轉換為電能，則電功率 $$P=IV=(9.87~\text{A})\times(592~\text{V})=5.84~\text{kW}，$$故選項 (C\) 正確。

圖中線圈的面積向量與磁場平行，$\theta=0$ 或 $\theta=\pi$，由 (1) 式知瞬時感應電動勢為零，瞬時感應電流亦為零，故選項 (E) 正確。$\blacksquare$
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### 課前提問4——[91年指考 物理考科](https://www.ceec.edu.tw/files/file_pool/1/0j075458379546533816/91phy.pdf) 第14題
![](https://i.imgur.com/kFavaZy.jpg)
參考答案：(A)
> 如果它不滿足歐姆定律那我在算電阻的時候還能用 $V=IR$（或(A)(B)我用到的，$R=V/I$）嗎？

::: spoiler
#### 解題策略
因為這種燈泡是非歐姆元件，所以不能先替甲、乙、丙燈泡假設有一樣的 $R$，再去算各燈泡的電壓、電流、電阻、電功率。
必須先用克希荷夫電路定律算電壓降，再用關係圖求電壓，再用電阻、電功率定義去算。
#### 詳細解析
不論電流、電壓為何，電阻定義為電壓除以電流$$R= \dfrac{V}{I}。\tag{1}$$
**歐姆元件**是指電阻不隨電流、電壓變化者；**非歐姆元件**是指電阻隨電流、電壓變化者。圖（二）顯示此燈泡為非歐姆元件。

用克希荷夫電壓定律分析圖（一），甲燈泡的電壓降為 $3.0~\text{V}$，乙、丙燈泡平分 $3.0~\text{V}$，所以電壓降都是 $1.5~\text{V}$。

從圖（二）中判讀，通過甲、乙、丙燈泡的電流強度分別為 $0.25~\text{V}$、$0.20~\text{V}$、$0.20~\text{V}$。

由 (1) 式的定義，甲、乙、丙燈泡的電阻值分別為 $12~\Omega$、$7.5~\Omega$、$7.5~\Omega$，故 (A) 選項正確，(B) 選項錯誤。

由電功率的定義 $P=IV$，甲、乙、丙燈泡的電功率分別為 $0.075~\text{W}$、$0.03~\text{W}$、$0.03~\text{W}$，故 (C\)、(D) 選項錯誤。$\blacksquare$
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### 課前提問5
![](https://i.imgur.com/qJGIZXU.jpg)
參考答案：(A)(B)(C\)(E)



[實驗講義](https://shorturl.at/qyQT6)

### 課前提問6
![](https://i.imgur.com/PFzQ2sa.jpg)
參考答案：(B)
> 課本中我找不到有說幾員環要怎麼數或怎麼算，詳解它都很乾脆地寫一句「$\text{Ni(en)}_3^{2+}$含有五員環」，所以這題怎麼看？我真的只看到三個環。

沒錯，$\text{Ni(en)}_3^{2+}$ 這個螯合物（chelate）的確有三個環。但五員環（five-membered ring）指的是五個原子構成的五邊形環，$\text{Ni(en)}_3^{2+}$ 結構中的五員環都是 $\text{Ni}$－$\text{N}$－$\text{N}$－$\text{C}$－$\text{N}$ 組成的。

#### 補充
下表列舉的都是五員環。含有至少兩種元素的環狀化合物稱為雜環化合物（heterocyclic compound）。
![](https://i.imgur.com/PXBe008.png =500x)

雜環化學（heterocyclic chemistry）是有機化學的一大分支，雖然高中課本不會提到，但你可想一下課本裡出現過哪些環狀化合物？它們是幾員環？

### 課前提問7
![](https://i.imgur.com/K64ptV0.jpg)
參考答案：(B)(C\)(E)
> 課本找不到——最少我沒看到——要怎麼看它會不會有環狀結構。詳解根本都沒寫到這題。


#### 詳細解析
| 選項 |                化學式                 |     縮寫      | 齒合度 |
|:----:|:-------------------------------------:|:-------------:|:------:| --- | --- |
| (A)  |             $\text{NH}_3$             |      無       | 單牙基 |
| (B)  |                  略                   | $\text{edta}$ | 六牙基 |
| (C\) |      $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$      |  $\text{ox}$  | 雙牙基 |
| (D)  |             $\text{CN}^-$             |      無       | 單牙基 |
| (E)  | $\text{C}_2\text{H}_4(\text{NH}_2)_2$ |  $\text{en}$  | 雙牙基 |

要形成一個環狀結構，至少要有一個多牙基（polydentate ligand），所以選擇上表中為多牙基的選項：(B)(C\)(E)。$\blacksquare$


### 課前提問8——[2012清華盃](http://www.khsh.hcc.edu.tw/ischool/public/resource_view/open.php?file=6beef7af69978f5491555a117126a294.pdf) 第66題
![](https://i.imgur.com/Zx4g01K.jpg) 
參考答案：(A)(B)
#### 詳細解析
(A) 錯，$\text{Au}$ 的氧化數由 $+3$ 下降為 $0$，所以檸檬酸鈉在這個反應中應為還原劑。
(B) 錯，應該是有殺菌效果，至於為什麼，請看「延伸閱讀」。
(C\) 坦白說我不清楚照相黑白負片是黑色的原因。
(D) 對，這是屬於奈米材料的常識，從「延伸閱讀」第一頁的附圖也可看出粒徑會影響奈米金的顏色。
(E) 對，原理可能會寫在《選修化學（下）》關於鈦的章節裡。$\blacksquare$
#### 延伸閱讀
- [奈米金與銀的妙用](https://shorturl.at/dnEN1)

### 課前提問9——[98年指考 化學考科](https://shorturl.at/gxJR3) 第15題
![](https://i.imgur.com/OSYqP6T.png)
參考答案：(C\) 或 (A)
> 這題是MCQ而 (C\) 很正確沒錯，但 (A) 感覺就錯啊，這個錯合物是平面四邊形，然後如果 $\text{C}_2\text{O}_4^{2-}$它是接對角跟接相鄰的話就有兩種異構物了，為什麼(A)後來可以選？

因為草酸根只能配到相鄰的位置，所以不會有順、反異構物。其餘選項請參看以下「詳細解析」。$\blacksquare$
#### 詳細解析
截圖自[《翰林版98高中指考精彩解析》](https://en.calameo.com/read/0000658014e6fbc0385d4)。
![](https://i.imgur.com/pb75ICA.png)
![](https://i.imgur.com/X6ETSLT.png)

#### 延伸閱讀
- [卡鉑（Carboplatin）](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=42025)
- [草酸鉑（Oxaliplatin）](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=43114)
- [順鉑（Cisplatin）](https://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=41994)








