单选题
583、一根长为1米的均匀导线,电阻为8Ω,若将其对折后并联使用,其电阻为( )。
A
4Ω;
B
2Ω;
C
8Ω;
D
1Ω;
答案解析
正确答案:B
解析:
本题考查电阻定律及其在导线形状变化时的应用。
核心知识点:电阻定律
导体的电阻 $ R $ 由公式决定:
$$
R = \rho \frac{L}{A}
$$
其中:
- $ \rho $ 为电阻率(由材料决定,本题中不变);
- $ L $ 为导体长度;
- $ A $ 为横截面积。
题干给出:一根长 $ L_0 = 1\,\text{m} $、电阻 $ R_0 = 8\,\Omega $ 的均匀导线。
**第一步:对折操作的物理含义**
将导线“对折”,即从中间弯折,使长度减半,同时两段导线并在一起。注意:对折后并非剪断再拼接,而是形成两条长度相等、横截面积不变的并联支路——但关键在于,对折后整根导线仍为同一材料、总体积守恒。
更准确的理解是:
- 对折后,原导线被等分为两段,每段长度为 $ L = \frac{L_0}{2} = 0.5\,\text{m} $;
- 由于是同一根导线对折,且未增加材料,每段的横截面积仍为原横截面积 $ A_0 $(注意:不是面积加倍;对折本身不改变单股导线的截面积);
- 但题目明确说“对折后并联使用”,即把这两段长度均为 $ 0.5\,\text{m} $、截面积均为 $ A_0 $ 的导体,**并联连接**。
因此,需分两步分析:
**第二步:求单段对折后导线的电阻**
原导线:$ R_0 = \rho \dfrac{L_0}{A_0} = 8\,\Omega $。
单段长度变为 $ L = \dfrac{L_0}{2} $,截面积仍为 $ A_0 $,故单段电阻为:
$$
R_{\text{单}} = \rho \frac{L_0/2}{A_0} = \frac{1}{2} \cdot \rho \frac{L_0}{A_0} = \frac{1}{2} R_0 = 4\,\Omega
$$
**第三步:两段 4 Ω 电阻并联**
并联总电阻:
$$
\frac{1}{R_{\text{总}}} = \frac{1}{R_{\text{单}}} + \frac{1}{R_{\text{单}}} = \frac{1}{4} + \frac{1}{4} = \frac{1}{2} \quad \Rightarrow \quad R_{\text{总}} = 2\,\Omega
$$
故正确答案为 **B: 2 Ω**。
补充说明常见误区:
- 误认为“对折后长度减半、截面积加倍”,从而直接用 $ R \propto L/A $ 得 $ R = \rho \frac{L_0/2}{2A_0} = \frac{1}{4} R_0 = 2\,\Omega $,结果巧合正确,但理由不严谨。该理解隐含了“对折后等效为一根长度减半、截面积加倍的导体”,这仅在对折后**拧合为一根更粗导线**(即两股完全合并,截面积叠加)时才成立。而题目明确为“并联使用”,强调电学连接方式为并联,应按两个独立支路处理。两种思路虽得相同结果,但本题语境下,并联分析法更符合题意与物理过程。
综上,答案为 B,其依据是:对折得到两段等值电阻(各为 4 Ω),并联后总电阻为 2 Ω。
题目纠错
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