質量分別為 8 克和 12 克的兩根銅線,長度之比為 4:3。求它們電阻之比。


已知電阻公式為 $R=\rho\frac{l}{A}$

其中 $\rho\rightarrow$ 電阻率

$R\rightarrow$ 電阻

$l\rightarrow$ 線長

$A\rightarrow$ 橫截面積

對於第一根導線

質量 $m_1=8\ 克$,長度$\rightarrow l_1$,電阻$\rightarrow R_1$,橫截面積 $A_1$

$R_1=\rho\frac{l_1}{A_1}$

對於第二根導線


質量 $m_2=12\ 克$,長度$\rightarrow l_2$,電阻$\rightarrow R_2$,橫截面積 $A_2$

$R_2=\rho\frac{l_2}{A_2}$

因此, $\frac{R_1}{R_2}=\frac{\rho\frac{l_1}{A_1}}{\rho\frac{l_2}{A_2}}$

$\frac{R_1}{R_2}=\frac{l_1}{l_2}\times\frac{A_2}{A_1}$   ..... $( i)$

我們知道 體積=面積×長度=$A\times l$

我們知道導線由同一種材料製成,因此它們的密度相同。

因此,密度$=\frac{質量}{體積}=\frac{m_1}{A_1\times l_1}=\frac{m_2}{A_2\times l_2}$

或者 $\frac{A_2}{A_1}=\frac{m_2}{m_1}\times\frac{l_1}{l_2}$

將 $\frac{A_2}{A_1}$ 的值代入 $( i)$

$\frac{R_1}{R_2}=\frac{l_1}{l_2}\times\frac{m_2\times l_1}{m_1\times l_2}=\frac{m_2}{m_1}\times(\frac{l_1}{l_2})^2$

或者 $\frac{R_1}{R_2}=\frac{12}{8}\times(\frac{4}{3})^2$    [長度比 $l_1:l_2=4:3$]

或者 $\frac{R_1}{R_2}=\frac{12}{8}\times\frac{16}{9}$  

或者 $\frac{R_1}{R_2}=\frac{8}{3}$

因此,電阻之比為 8:3。

更新於: 2022年10月10日

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