单选题
将一根导线均匀拉长为原长的2倍,则它的阻值为原阻值的()倍。
A
A.1
B
B.2
C
C.4
答案解析
正确答案:C
解析:
这是一道关于电阻定律的经典物理题。以下是详细的解析过程:
### 1. 核心公式
根据电阻定律,导体的电阻 $R$ 由以下公式决定:
$$ R = \rho \frac{L}{S} $$
其中:
* $\rho$ (rho) 是电阻率,由材料性质决定(本题中材料不变,故 $\rho$ 不变)。
* $L$ 是导线的长度。
* $S$ 是导线的横截面积。
### 2. 关键隐含条件:体积不变
当导线被“均匀拉长”时,其总体积 $V$ 保持不变。
体积公式为:
$$ V = L \times S $$
### 3. 推导过程
**第一步:分析长度的变化**
题目指出导线被拉长为原长的 2 倍,即:
$$ L' = 2L $$
**第二步:分析横截面积的变化**
由于体积 $V$ 不变,即 $L \cdot S = L' \cdot S'$。
将 $L' = 2L$ 代入上式:
$$ L \cdot S = (2L) \cdot S' $$
解得新的横截面积 $S'$:
$$ S' = \frac{1}{2}S $$
即:长度变为原来的 2 倍,横截面积相应地变为原来的 $\frac{1}{2}$。
**第三步:计算新电阻**
将新的长度 $L'$ 和新的横截面积 $S'$ 代入电阻公式:
$$ R' = \rho \frac{L'}{S'} = \rho \frac{2L}{\frac{1}{2}S} $$
整理该式:
$$ R' = \rho \frac{L}{S} \times \frac{2}{\frac{1}{2}} = R \times 4 $$
所以:
$$ R' = 4R $$
### 4. 结论
拉长后的阻值是原阻值的 **4** 倍。
故正确答案为 **C**。
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