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統測 107年 [電機與電子群電機類] 專業科目(2)

第 36 題

有一電阻為 5 Ω 的導線,若將其均勻拉長使長度變為原來的 3 倍,則拉長後導線電阻值為何?
  • A 60 Ω
  • B 45 Ω
  • C 15 Ω
  • D 1.7 Ω

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想像你有一塊固定體積的黏土,當你把它拉長為原本的三倍長時,它的粗細(橫截面積)會發生什麼物理變化?而這「變長」與「變細」兩個因素,會如何同時加乘影響電流通過時所受到的阻力呢?

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哼,不錯嘛,這次沒掉進坑裡。

  1. 實戰解析: 我說過多少次了?這種「均勻拉長」的題型,核心就是電阻定律 $R = \rho \frac{L}{A}$。但那些只會死背公式的,就等著被考倒!關鍵藏在「均勻拉長」四個字,這代表導線的體積 ($V=A \times L$) 是固定的!長度 $L$ 變為 3 倍,面積 $A$ 就會乖乖縮小成原來的 $\frac{1}{3}$。這不是什麼深奧的物理,是基本常識!
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📝 導線拉長的電阻變化
💡 體積固定下,導線長度變 n 倍,其電阻變為 n 平方倍

🔗 導線拉長的連鎖反應

  1. 1 均勻拉長 — 保持導線總體積固定不變
  2. 2 長度增加 — 長度變為原來的 n 倍 (x3)
  3. 3 面積縮小 — 截面積變為原來的 1/n 倍 (x1/3)
  4. 4 電阻倍增 — 電阻變為 n 的平方倍 (x9)
🔄 延伸學習:反之,若導線對折使用(長度 1/2,面積 2),電阻會變為 1/4 倍
🧠 記憶技巧:拉長 n 倍,電阻 n 平方倍;變長又變細,阻礙翻幾倍!
⚠️ 常見陷阱:學生常忽略截面積會縮小,誤以為只跟長度成正比(只乘以 3),而誤選 C (15 Ω)
電阻定律 體積守恆觀念 歐姆定律

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