一根长度为‘l’、横截面积为‘A’的圆柱形导体电阻为‘R’。另一根由相同材料制成的导体,长度为2.5l,电阻为0.5R,其横截面积为:(A)5 A (B)2.5 A (C)0.5 A (D)1 A
(A) 5 A
解释
已知
对于第一个导体
圆柱体长度,$L_1$ = $l$
圆柱体电阻,$R_1$ = $R$
圆柱体横截面积,$A_1$ = $A$
对于第二个导体
圆柱体长度,$L_2$ = $2.5l$
圆柱体电阻,$R_2$ = $0.5R$
求解: 第二个导体的横截面积,$A_2$。
解答
我们知道,导体的电阻可以表示为:
$R=ρ\frac{l}{A}$
其中,
$R-$ 导体的电阻。
$ρ(rho)-$ 电阻率(常数)。
$l-$ 导体的长度。
$A-$ 导体横截面积。
将第一个导体的值代入公式,其电阻率为:
$ρ_1=\frac{R\times A}{l}$ -------------------- (i)
现在,将第二个导体的值代入公式,其电阻率为:
$ρ_2=\frac{0.5\times A_2}{2.5}$ -------------------- (ii)
给定导体的电阻率 $(ρ)$ 仅取决于导体的材料,这里给出两个导体具有相同的材料。因此,两种材料的电阻率将相同。
$\therefore ρ_1=ρ_2 $
联立 (i) 和 (ii) 得到:
$\frac{R_1\times A_1}{L_1}=\frac{R_2\times A_2}{L_2}$
$\frac{R\times A}{l}=\frac{0.5R\times A_2}{2.5l}$
$\frac{R\times A}{l}=\frac{5R\times A_2}{25l}$
$\frac{R\times A}{l}=\frac{R\times A_2}{5l}$
${A_2}=\frac{R\times {A}\times 5l}{R\times l}$
${A_2}=5A$
因此,第二个导体的横截面积为5A。
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