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1、第九章綜合測(cè)試題本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分滿分100 分,考試時(shí)間90 分鐘第卷 (選擇題共 40 分 )一、選擇題 (共 10 小題,每小題4 分,共 40 分,在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,全部選對(duì)的得4 分,選不全的得2 分,有選錯(cuò)或不答的得0 分 )1.如圖所示, a 為一固定的導(dǎo)體圓環(huán),條形磁鐵b 從左側(cè)無(wú)窮遠(yuǎn)處沿圓環(huán)軸線移向圓環(huán),穿過(guò)后移到右側(cè)無(wú)窮遠(yuǎn)處如果磁鐵的移動(dòng)是勻速的,則()a 磁鐵移近時(shí)受到圓環(huán)的斥力,離開(kāi)時(shí)受到圓環(huán)的引力b磁鐵在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,圓環(huán)中電流方向不變c磁鐵的中心通過(guò)環(huán)面時(shí),圓環(huán)中電

2、流為零d若 a 為一固定的超導(dǎo)體圓環(huán),磁鐵的中心通過(guò)超導(dǎo)體環(huán)面時(shí),圓環(huán)中電流最大答案 acd 解析 磁鐵與圓環(huán)之間發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí),感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)力總是阻礙其相對(duì)運(yùn)動(dòng),即 “來(lái)拒去留 ” ,磁鐵移近時(shí)受到圓環(huán)的斥力,離開(kāi)時(shí)受到圓環(huán)的引力,a 項(xiàng)正確磁鐵的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,原磁場(chǎng)方向不變,磁場(chǎng)先變強(qiáng),后變?nèi)酰a(chǎn)生的感應(yīng)電流方向必定發(fā)生變化, b 項(xiàng)不正確,磁鐵的中心通過(guò)環(huán)面時(shí),磁通量變化是零,圓環(huán)中電流為零,c 項(xiàng)正確若a 為一固定的超導(dǎo)體圓環(huán),在磁鐵中心到達(dá)環(huán)面前,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變,產(chǎn)生的感應(yīng)電流與原來(lái)的感應(yīng)電流疊加增強(qiáng),電流不斷增強(qiáng), 磁鐵的中心通過(guò)超導(dǎo)體環(huán)面時(shí),圓環(huán)中電流最大,d 項(xiàng)正

3、確2(2011 北京海淀模擬)如圖所示, 矩形導(dǎo)線框abcd 與無(wú)限長(zhǎng)通電直導(dǎo)線mn 在同一平面內(nèi),直導(dǎo)線中的電流方向由m 到 n,導(dǎo)線框的 ab 邊與直導(dǎo)線平行 若直導(dǎo)線的電流增大,導(dǎo)線框中將產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)線框會(huì)受到安培力的作用,則以下關(guān)于導(dǎo)線框受到的安培力的()a 導(dǎo)線框有兩條邊所受安培力的方向相同b導(dǎo)線框有兩條邊所受安培力的大小相同c導(dǎo)線框所受的安培力的合力向左d導(dǎo)線框所受的安培力的合力向右答案 bd解析 本題考查電磁感應(yīng)及安培力導(dǎo)線框abcd 處于通電直導(dǎo)線mn 電流的磁場(chǎng)中,由右手定則可得導(dǎo)線框abcd 處于垂直于紙面向里的磁場(chǎng)中,當(dāng)電流增加時(shí),導(dǎo)線框中的磁通量增強(qiáng),由楞次定律可得

4、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)應(yīng)垂直于平面向外,所以導(dǎo)線框abcd 的感應(yīng)電流為逆時(shí)針?lè)较颍琤c 邊與 ad 邊, ab 邊與 cd 邊電流方向相反,由左手定則可得:ab 邊安培力水平向左,大小為f ab, cd 邊安培力水平向左,大小為fcd,由于 ab 邊離導(dǎo)線 mn 較近,磁感應(yīng)強(qiáng)度大,可得fabfcd; bc 邊與 ad 邊上的安培力方向分別豎直向下和豎直向上,由于這兩邊磁感線疏密情況相同,這兩邊的安培力平衡,可得導(dǎo)線框整體所受的合力方向水平向右, b、 d 正確, a 、c 錯(cuò)誤3 (2011 溫州模擬 )如圖所示, e 為電池, l 是直流電阻可忽略不計(jì)、自感系數(shù)足夠大的線圈, d1、 d 2

5、 是兩個(gè)完全相同的燈泡,s 是控制電路的開(kāi)關(guān)對(duì)于這個(gè)電路,下列說(shuō)法正確的是 ()a 剛閉合 s 的瞬間,燈泡d1、 d2 的亮度相同b剛閉合 s 的瞬間,燈泡d2 比燈泡 d 1 亮c閉合 s,待電路達(dá)到穩(wěn)定后, d1 熄滅, d2 比 s 剛閉合時(shí)亮d閉合 s,待電路達(dá)到穩(wěn)定后,再將s 斷開(kāi), d 2 立即熄滅, d 1 先更亮后逐漸變暗答案 acd解析 因?yàn)槭侵绷麟娮杩珊雎圆挥?jì)、自感系數(shù)足夠大的線圈,剛閉合s 的瞬間,燈泡d1、 d2 串聯(lián),亮度相同,選項(xiàng)a 對(duì), b 錯(cuò);閉合s 待電路達(dá)到穩(wěn)定后,燈泡d1 被 l 短路,電路中電流更大,d2 比s 剛閉合時(shí)亮,選項(xiàng)c 正確;而如要閉合s,

6、待電路達(dá)到穩(wěn)定后,再將s 斷開(kāi), d 2 立即熄滅,由于有l(wèi) 作用, d 1 先比s 剛閉合時(shí)亮,后逐漸變暗,選項(xiàng)d 正確4 (2011 濰坊模擬 )如圖所示,實(shí)線圓環(huán)a、b 是光滑絕緣水平面內(nèi)兩個(gè)固定的同心超導(dǎo)環(huán), 兩環(huán)分別通上大小相等的電流后,在環(huán)間環(huán)形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了相同方向的磁場(chǎng),在這個(gè)磁場(chǎng)的共同“束縛”下,帶電離子沿圖中虛線做順時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng)已知a 環(huán)中電流沿順時(shí)針?lè)较騽t()a b 環(huán)中電流沿順時(shí)針?lè)较騜b 環(huán)中電流沿逆時(shí)針?lè)较騝帶電離子帶正電d帶電離子帶負(fù)電答案 bd解析 因?yàn)樵赼b 環(huán)間環(huán)形區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生了相同方向的磁場(chǎng),而a 環(huán)中電流沿順時(shí)針?lè)较?,可以判斷b 環(huán)中電流應(yīng)為逆時(shí)針?lè)较?/p>

7、,選項(xiàng)a 錯(cuò), b對(duì)同時(shí)可判斷ab 環(huán)間環(huán)形區(qū)域內(nèi)磁場(chǎng)為垂直紙面向里,一帶電粒子做順時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng),洛倫茲力指向圓心方向,可判斷該粒子帶負(fù)電,選項(xiàng)c 錯(cuò), d正確5.如圖所示,q 是單匝金屬線圈,mn 是一個(gè)螺線管,它的繞線方法沒(méi)有畫出,q 的輸出端a、b 和 mn的輸入端c、d 之間用導(dǎo)線相連,p 是在 mn 的正下方水平放置的用細(xì)導(dǎo)線繞制的軟彈簧線圈若在q 所處的空間加上與環(huán)面垂直的變化磁場(chǎng),發(fā)現(xiàn)在t1 至t2 時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處于收縮狀態(tài),則所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化情況可能是()答案 d解析 在 t1 至t2 時(shí)間段內(nèi)彈簧線圈處于收縮狀態(tài),說(shuō)明此段時(shí)間內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量變大,即穿過(guò)

8、線圈的磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度變大,則螺線管中電流變大,單匝金屬線圈q 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)變大,所加磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率變大,即b t 圖線的斜率變大,選項(xiàng)d 正確6.如圖所示,垂直紙面向外的正方形勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi),有一位于紙面內(nèi)、電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd,現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個(gè)方向以v0、3v0 速度勻速拉出磁場(chǎng),則導(dǎo)體框從兩個(gè)方向移出磁場(chǎng)的過(guò)程中()a 導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同b導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同c導(dǎo)體框ab 邊兩端電勢(shì)差相同d通過(guò)導(dǎo)體框截面的電量相同答案 ad解析 由楞次定律可知導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同,a 正 確;由電磁感應(yīng)定223律可得 qbl v lb lvb 錯(cuò)誤;

9、兩種情況下電源4rv 4r,因此導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱不同,故的電動(dòng)勢(shì)不相同,導(dǎo)體框ab 邊兩端電勢(shì)差不同,c 錯(cuò)誤;由q 4r 知,通過(guò)導(dǎo)體框截面的電量與速度無(wú)關(guān),d 正確7.如圖所示是法拉第做成的世界上第一臺(tái)發(fā)電機(jī)模型的原理圖將銅盤放在磁場(chǎng)中,讓磁感線垂直穿過(guò)銅盤;圖中 a、 b 導(dǎo)線與銅盤的中軸線處在同一平面內(nèi);轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,就可以使閉合電路獲得電流若圖中銅盤半徑為l ,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,回路總電阻為r,從上往下看逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤的角速度為.則下列說(shuō)法正確的是()a 回路中有大小和方向做周期性變化的電流bl 2b回路中電流大小恒定,且等于2rc回路中電流方向不變,且從b 導(dǎo)線流進(jìn)燈泡

10、,再?gòu)腶 導(dǎo)線流向旋轉(zhuǎn)的銅盤d若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤的按正弦規(guī)律變化的磁場(chǎng),不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤,燈泡中也會(huì)有電流流過(guò)答案 bc解析 銅盤在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生恒定的電流i bl2 2r ,a項(xiàng)錯(cuò)b 項(xiàng)對(duì);由右手定則可知銅盤在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中產(chǎn)生恒定的電流從b 導(dǎo)線流進(jìn)燈泡, 再?gòu)腶 流向旋轉(zhuǎn)的銅盤,c 項(xiàng)正確;若將勻強(qiáng)磁場(chǎng)改為仍然垂直穿過(guò)銅盤的按正規(guī)律變化的磁場(chǎng),不轉(zhuǎn)動(dòng)銅盤時(shí)閉合回路磁通量不發(fā)生變化,燈泡中沒(méi)有電流流過(guò),d 項(xiàng)錯(cuò)誤8.如圖所示,水平光滑的平行金屬導(dǎo)軌,左端接有電阻r,勻強(qiáng)磁場(chǎng)b 豎直向下分布在導(dǎo)軌所在的空間內(nèi),質(zhì)量一定的金屬棒pq 垂直導(dǎo)軌放置今使棒以一定的初速度v0 向右運(yùn)動(dòng),當(dāng)其

11、通過(guò)位置a、 b 時(shí),速率分別為va、 vb,到位置c 時(shí)棒剛好靜止,設(shè)導(dǎo)軌與棒的電阻均不計(jì), a 到 b 與 b 到 c 的間距相等,則金屬棒在由a 到 b 和由 b 到 c 的兩個(gè)過(guò)程中()a 回路中產(chǎn)生的內(nèi)能不相等b棒運(yùn)動(dòng)的加速度相等c安培力做功相等d通過(guò)棒橫截面積的電量相等答案 ad解析 棒由 a 到 b 再到 c 過(guò)程中, 速度逐漸減小 根據(jù) e blv,e 減小,故 i 減小再根據(jù) f bil ,安培力減小,根據(jù)f ma,加速度減小,b 錯(cuò)誤由于 ab、bc 間距相等,故從 a 到 b 安培力做的功大于從b 到 c 安培力做功,故a 正確, c 錯(cuò)誤再根據(jù)平均感應(yīng)電 bsebs動(dòng)勢(shì)

12、 e t t , i r i t 得 qr ,故 d 正確9 (2011 濟(jì)南模擬 )電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂(lè)器如圖甲所示為電吉他拾音器的原理圖,在金屬弦的下方有一個(gè)連接到放大器的螺線管一條形磁鐵固定在管內(nèi),當(dāng)撥動(dòng)金屬弦后,螺線管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲信號(hào)若由于金屬弦的振動(dòng),螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化如圖乙所示,則對(duì)應(yīng)感應(yīng)電流的變化為()答案 b解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律可知,e nt ,即磁通量變化率越大,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流也就越大分析螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化關(guān)系圖線可知,圖線斜率越大產(chǎn)生的感應(yīng)電流越大,斜率為零,感應(yīng)電流也為零,對(duì)比各選項(xiàng)可知

13、,選項(xiàng)b 正確10如圖所示, 在平行于水平地面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)上方有三個(gè)線圈,從相同的高度由靜止開(kāi)始同時(shí)釋放,三個(gè)線圈都是相同的金屬材料制成的邊長(zhǎng)一樣的正方形,a 線圈有一個(gè)缺口,b、 c 線圈閉合,但b 線圈的導(dǎo)線比c 線圈的粗,則()a 三個(gè)線圈同時(shí)落地ba 線圈最先落地ca 線圈最后落地d b、 c 線圈同時(shí)落地答案 bd解析 由于 a 線圈上有缺口,a 中不產(chǎn)生感應(yīng)電流,不受安培力的阻礙作用,所以a線圈先落地, b 正確b、c 線圈在進(jìn)入磁場(chǎng)的過(guò)程中,受安培力與重力作用,滿足:224lb lv mamgrm 密 4l s r 電 s所以 4密 lsgb2lsv 4密 lsa4電2密g b v

14、 4密 a44電2a gb va 相同,進(jìn)入相,由于 b、 c 線圈起始下落高度相同,材料相同,所以16 密 電同的磁場(chǎng), b、 c 線圈同時(shí)落地, d 選項(xiàng)正確第卷 (非選擇題共 60 分)二、填空題 (共 3小題,每小題 6 分,共 18 分把答案直接填在橫線上)11.(6 分 )一個(gè)面積 2匝的線圈,放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁場(chǎng)方向s4 10 m2 ,匝數(shù) n 100垂直平面, 磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小隨時(shí)間變化規(guī)律如圖所示,在開(kāi)始 2 秒內(nèi)穿過(guò)線圈的磁通量的變化率等于 _,在第 3 秒末感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為_(kāi)答案 0.08wb/s8v解析 由圖象可得,在開(kāi)始2 秒內(nèi)bt 2t/s,則t bst 0.08w

15、b/s ;在第3 秒末ent 8v.12.(6 分 )如圖所示, 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 b 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 有半徑為 r 的光滑圓形導(dǎo)體框架, oc 為一能繞 o 在框架上滑動(dòng)的導(dǎo)體棒, oa 之間連一個(gè)電阻 r,導(dǎo)體框架與導(dǎo)體電阻均不計(jì),若要使 oc 能以角速度 勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則外力做功的功率是 _242b l 答案 4r解析 由 e bl1 pe2b2l422l及 p外電 r 可解得: p外 4r .13 (6 分)(2011 北京東城模擬 )如圖所示,某空間存在垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng),分布在半徑為 a 的圓柱形區(qū)域內(nèi),兩個(gè)材料、粗細(xì)( 遠(yuǎn)小于線圈半徑 )均相同的單匝線圈,半徑分別為 r 1 和

16、r2,且 r 1ar2,線圈的圓心都處于磁場(chǎng)的中心軸線上若磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間均勻減弱,已知b k,則在任一時(shí)刻兩個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之比為_(kāi);磁t場(chǎng)由 b 均勻減到零的過(guò)程中,通過(guò)兩個(gè)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量之比為_(kāi)答案 a2a22r1r2r2b解析 由法拉第電磁感應(yīng)定律et t s,半徑分別為r1 和 r 2 的兩線圈中感應(yīng)電a2動(dòng)勢(shì)之比為e1s1tetttr1的電荷量1 2 .由 q irrr,通過(guò)線圈q1r1e2s2r2b22b2r和 r的電阻比r1a的電荷量 q r,又根據(jù)電阻定律知線圈r1.通過(guò)線圈 r22r2 r2212r2l 1r 1q1a2l 2 r 2.磁場(chǎng)由 b 均勻減

17、到零的過(guò)程中,通過(guò)兩個(gè)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量之比為q2 r 1r2.三、論述計(jì)算題 (共 4 小題,共42 分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10 分)如圖甲所示, 用粗細(xì)均勻的導(dǎo)線制成的一只圓形金屬圈,現(xiàn)被一根絕緣絲線懸掛在豎直平面內(nèi)處于靜止?fàn)顟B(tài),已知金屬圈的質(zhì)量為m,半徑為 r ,導(dǎo)線的電阻率為,截面積為s.金屬圈的上半部分處在一方向垂直圈面向里的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度b隨時(shí)間 t 的變化滿足 b kt(k 為常量 ),如圖乙所示金屬圈下半部分在磁場(chǎng)外若絲線所能承受最大拉力f tm 2mg,求:

18、從 t 0 時(shí)刻起,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間絲線會(huì)被拉斷?答案 2mg2 2k sr解析 設(shè)金屬圈受重力mg、拉力 ft 和安培力 f 的作用處于靜止?fàn)顟B(tài), 則 f t mg f ,又 f 2bire金屬圈中的感應(yīng)電流i r由法拉第電磁感應(yīng)定律得e b r2t ,t t 22r金屬圈的電阻r s又 b kt,f tm 2mg2mg由以上各式求得t 22k sr15 (10 分 )如圖所示,光滑的u 形金屬導(dǎo)軌mnn m水平的固定在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,磁感應(yīng)強(qiáng)度為b,導(dǎo)軌的寬度為l ,其長(zhǎng)度足夠長(zhǎng),m、 m 之間接有一個(gè)阻值為r 的電阻,其余部分電阻不計(jì)一質(zhì)量為m、電阻也為r 的金屬棒ab 恰能放在導(dǎo)軌之

19、上,并與導(dǎo)軌接觸良好,給棒施加一個(gè)水平向右的瞬間作用力棒就沿軌道以初速度v0 開(kāi)始向右滑行求:(1)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),棒中的瞬時(shí)電流i 和棒兩端的瞬時(shí)電壓 u 分別為多大?(2)當(dāng)棒的速度由v0 減小到 v0/10的過(guò)程中,棒中產(chǎn)生的焦耳熱q 是多少?bl v01992答案 (1)2r2bl v0(2)400mv0解析 (1)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí),棒中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì):ebl v0e blv0棒中的瞬時(shí)電流: i 2r 2r棒兩端的瞬時(shí)電壓:r1blv0uer r21211299(2)由能量守恒定律知,閉合電路在此過(guò)程產(chǎn)生的焦耳熱:q 總 2mv02m(10v0) 200mv02棒中產(chǎn)生的焦耳熱為: q19922

20、q總400mv016(11 分 )如圖所示,為某一裝置的俯視圖,pq、mn 為豎直放置的很長(zhǎng)的平行金屬薄板,兩板間有勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為b,方向豎直向下, 金屬棒 ab 擱置在兩板上緣,并與兩板垂直良好接觸,現(xiàn)有質(zhì)量為m、帶電荷量為 q,其重力不計(jì)的粒子,以初速度v0水平向左射入兩板間,問(wèn):(1)金屬棒ab 應(yīng)朝什么方向運(yùn)動(dòng),以多大的速度運(yùn)動(dòng),可以使帶電粒子做勻速直線運(yùn)動(dòng)?(2) 若金屬棒運(yùn)動(dòng)突然停止,帶電粒子在磁場(chǎng)中繼續(xù)運(yùn)動(dòng),從這時(shí)刻開(kāi)始位移第一次達(dá)mv0到 qb 時(shí)的時(shí)間間隔是多少? (磁場(chǎng)區(qū)域足夠大 )答案 m(1)左 v0 (2)3qb解析 (1)設(shè)電荷為正電荷, 電荷做勻速直線

21、運(yùn)動(dòng), 則兩板間的電場(chǎng)力和洛倫茲力平衡,則 ab 應(yīng)向左勻速運(yùn)動(dòng),設(shè)其速度為v,則有: u blv, l 為兩板間距依題意: qe qv0b, e u,解得lv v0若為負(fù)電荷,上述結(jié)論不變(2)ab 突然停止運(yùn)動(dòng),兩板間電場(chǎng)消失,電荷在b 中勻速圓周運(yùn)動(dòng),依題意,由幾何關(guān)系可知,電荷軌跡圓弧所對(duì)圓心角為60 ,t m則: t 6 3qb17(11 分)(2011 鄭州模擬 )相距 l 1.5m 的足夠長(zhǎng)金屬導(dǎo)軌豎直放置,質(zhì)量為m1 1kg的金屬棒 ab 和質(zhì)量為 m2 0.27kg 的金屬棒 cd 均通過(guò)棒兩端的套環(huán)水平地套在金屬導(dǎo)軌上,如圖 (a)所示,虛線上方磁場(chǎng)方向垂直紙面向里,虛線下方磁場(chǎng)方向豎直向下,兩處磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相同 ab 棒光滑,cd 棒與導(dǎo)軌間的動(dòng)摩擦因數(shù)為 0.75,兩棒總電阻為 1.8 ,導(dǎo)

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