物理電學(xué)實(shí)驗(yàn)高考真題匯編_第1頁
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文檔簡介

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上 電學(xué)實(shí)驗(yàn)1【2017·天津卷】某探究性學(xué)習(xí)小組利用如圖所示的電路測量電池的電動勢和內(nèi)阻。其中電流表A1的內(nèi)阻r1=1.0 k,電阻R1=9.0 k,為了方便讀數(shù)和作圖,給電池串聯(lián)一個R0=3.0 的電阻。按圖示電路進(jìn)行連接后,發(fā)現(xiàn)、和三條導(dǎo)線中,混進(jìn)了一條內(nèi)部斷開的導(dǎo)線。為了確定哪一條導(dǎo)線內(nèi)部是斷開的,將電建S閉合,用多用電表的電壓擋先測量a、間電壓,讀數(shù)不為零,再測量、間電壓,若讀數(shù)不為零,則一定是_導(dǎo)線斷開;若讀數(shù)為零,則一定是_導(dǎo)線斷開。排除故障后,該小組順利完成實(shí)驗(yàn)。通過多次改變滑動變阻器觸頭位置,得到電流表A1和A2的多組I1、I2數(shù)據(jù),作出圖象

2、如右圖。由I1I2圖象得到電池的電動勢E=_V,內(nèi)阻r=_?!敬鸢浮?1.41(1.361.44均可) 0.5(0.40.6均可)【考點(diǎn)定位】實(shí)驗(yàn)用伏安法測干電池的電動勢和內(nèi)阻【名師點(diǎn)睛】由圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的關(guān)鍵是要理解圖線的物理意義縱軸截距和斜率表示什么,閉合電路的歐姆定律是核心。2【2017·新課標(biāo)卷】(10分)某同學(xué)研究小燈泡的伏安特性,所使用的器材有:小燈泡L(額定電壓3.8 V,額定電流0.32 A);電壓表V(量程3 V,內(nèi)阻3 k);電流表(量程0.5 A,內(nèi)阻0.5 );固定電阻R0(阻值1 000 );滑動變阻器R(阻值09.0 );電源E(電動勢5 V,內(nèi)阻不計(jì)

3、);開關(guān)S;導(dǎo)線若干。(1)實(shí)驗(yàn)要求能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,畫出實(shí)驗(yàn)電路原理圖。(2)實(shí)驗(yàn)測得該小燈泡伏安特性曲線如圖(a)所示。由實(shí)驗(yàn)曲線可知,隨著電流的增加小燈泡的電阻_(填“增大”“不變”或“減小”),燈絲的電阻率_(填“增大”“不變”或“減小”)。(3)用另一電源E0(電動勢4 V,內(nèi)阻1.00 )和題給器材連接成圖(b)所示的電路,調(diào)節(jié)滑動變阻器R的阻值,可以改變小燈泡的實(shí)際功率。閉合開關(guān)S,在R的變化范圍內(nèi),小燈泡的最小功率為_W,最大功率為_W。(結(jié)果均保留2位小數(shù))【答案】(1)如圖所示 (2)增大 增大 (3)0.39 1.17【解析】(1)要求

4、能夠?qū)崿F(xiàn)在03.8 V的范圍內(nèi)對小燈泡的電壓進(jìn)行測量,故滑動變阻器用分壓式接法,小燈泡為小電阻,電流表用外接法,如答案圖所示;(2)由IU圖象知,切線的斜率在減小,故燈泡的電阻隨電流的增大而增大,再由電阻定律知,電阻率增大;(3)當(dāng)滑動變阻器的阻值為9 時,電路電流最小,燈泡實(shí)際功率最小,此時E=U+I(r+R)得U=10I+4,在圖中作出該直線如左圖所示,交點(diǎn)坐標(biāo)約為U=1.75 V,I=225 mA,P1=UI=0.39 W;整理得:,當(dāng)直線的斜率最大時,與燈泡的IU曲線的交點(diǎn)坐標(biāo)最大,即燈泡消耗的功率最大。當(dāng)滑動變阻器電阻值R=0時,燈泡消耗的功率最大,此時交點(diǎn)坐標(biāo)為U=3.67 V,I

5、=0.32 A,如右圖所示,最大的功率為P2=UI=1.17 W。 【考點(diǎn)定位】研究小燈泡的伏安特性曲線【名師點(diǎn)睛】電路圖主要是控制電路、測量電路的連接。小燈泡阻值為小電阻外接法,電壓從0開始測量分壓式接法。然后由伏安特性曲線分析阻值的變化,注意縱軸是電流。第(3)問求小燈泡消耗的實(shí)際功率較難,因小燈泡的阻值隨電流的變化而變化,通過閉合電路的歐姆定律找到小燈泡實(shí)際的電流、電壓值。3【2017·新課標(biāo)卷】(9分)某同學(xué)利用如圖(a)所示的電路測量一微安表(量程為100 A,內(nèi)阻大約為2 500 )的內(nèi)阻。可使用的器材有:兩個滑動變阻器R1、R2(其中一個阻值為20 ,另一個阻值為2 0

6、00 );電阻箱Rz(最大阻值為99 999.9 );電源E(電動勢約為1.5 V);單刀開關(guān)S1和S2。C、D分別為兩個滑動變阻器的滑片。(1)按原理圖(a)將圖(b)中的實(shí)物連線。(2)完成下列填空:R1的阻值為 (填“20”或“2 000”)。為了保護(hù)微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中的滑動變阻器的 端(填“左”或“右”)對應(yīng)的位置;將R2的滑片D置于中間位置附近。將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1。將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2的滑片D的位置。最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前B與D所在位置的電勢 (填“相等”或“不相等”)

7、。將電阻箱Rz和微安表位置對調(diào),其他條件保持不變,發(fā)現(xiàn)將Rz的阻值置于2 601.0 時,在接通S2前后,微安表的示數(shù)也保持不變。待測微安表的內(nèi)阻為 (結(jié)果保留到個位)。(3)寫出一條提高測量微安表內(nèi)阻精度的建議: ?!敬鸢浮浚?)連線見解析 (2)20 左 相等 2 550 (3)調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程【解析】(1)實(shí)物連線如圖:(2)滑動變阻器R1要接成分壓電路,則要選擇阻值較小的20 的滑動變阻器;為了保護(hù)微安表,開始時將R1的滑片C滑到接近圖(a)中滑動變阻器的左端對應(yīng)的位置;將電阻箱Rz的阻值置于2 500.0 ,接通S1;將R1的滑片置于適當(dāng)位置,再反復(fù)調(diào)節(jié)R2

8、的滑片D的位置;最終使得接通S2前后,微安表的示數(shù)保持不變,這說明S2接通前后在BD中無電流流過,可知B與D所在位置的電勢相等;設(shè)滑片P兩側(cè)電阻分別為R21和R22,因B與D所在位置的電勢相等,可知;同理當(dāng)Rz和微安表對調(diào)后,仍有:;聯(lián)立兩式解得:。(3)為了提高測量精度,調(diào)節(jié)R1上的分壓,盡可能使微安表接近滿量程。【考點(diǎn)定位】電阻的測量【名師點(diǎn)睛】此題考查電阻測量的方法;實(shí)質(zhì)上這種方法是一種“電橋電路”,搞清電橋平衡的條件:對角線電阻乘積相等,即可輕易解出待測電阻值;知道分壓電路中滑動變阻器選擇的原則及實(shí)物連線的注意事項(xiàng)。4【2017·新課標(biāo)卷】(9分)圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡

9、易多用電表的電路圖。圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 A,內(nèi)阻為480 。虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連。該多用電表有5個擋位,5個擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 擋。(1)圖(a)中的A端與_(填“紅”或“黑”)色表筆相連接。(2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是_(填正確答案標(biāo)號)。A在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在表盤左端電流“0”位置B使用歐姆擋時,先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置C使用電流擋時,調(diào)整R6使電

10、表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置(3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=_,R4=_。(4)某次測量時該多用電表指針位置如圖(b)所示。若此時B端是與“1”相連的,則多用電表讀數(shù)為_;若此時B端是與“3”相連的,則讀數(shù)為_;若此時B端是與“5”相連的,則讀數(shù)為_。(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字)【答案】(1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA(或1.48 mA) 1 100 2.95V【考點(diǎn)定位】多用電表的使用、電表的改裝【名師點(diǎn)睛】會規(guī)范使用多用電表,能正確讀出多用電表的示數(shù),是解決本題的關(guān)鍵。在平時實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練過程中要多加注意規(guī)范操作和器材的正確使用方法,多用電表的讀數(shù),重點(diǎn)是分

11、清測量的物理量不同,讀數(shù)方法不同。5【2017·江蘇卷】(10分)某同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)制作一個簡易的溫控裝置,實(shí)驗(yàn)原理電路圖如圖111圖所示,繼電器與熱敏電阻Rt、滑動變阻器R串聯(lián)接在電源E兩端,當(dāng)繼電器的電流超過15 mA時,銜鐵被吸合,加熱器停止加熱,實(shí)現(xiàn)溫控繼電器的電阻約為20 ,熱敏電阻的阻值Rt與溫度t的關(guān)系如下表所示(1)提供的實(shí)驗(yàn)器材有:電源E1(3 V,內(nèi)阻不計(jì))、電源E2(6 V,內(nèi)阻不計(jì))、滑動變阻器R1(0200 )、滑動變阻器R2(0500 )、熱敏電阻Rt,繼電器、電阻箱(0999.9 )、開關(guān)S、導(dǎo)線若干為使該裝置實(shí)現(xiàn)對3080 之間任一溫度的控制,電源E應(yīng)選用

12、 (選填“E1”或“E2”),滑動變阻器R應(yīng)選用 (選填“R1”或“R2”)(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電路不工作某同學(xué)為排查電路故障,用多用電表測量各接點(diǎn)間的電壓,則應(yīng)將如圖112圖所示的選擇開關(guān)旋至 (選填“A”、“B”、“C”或“D”)(3)合上開關(guān)S,用調(diào)節(jié)好的多用電表進(jìn)行排查,在題111圖中,若只有b、c間斷路,則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入a、b時指針 (選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”),接入a、c時指針 (選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)(4)排除故障后,欲使銜鐵在熱敏電阻為50 時被吸合,下列操作步驟正確順序是 (填寫各步驟前的序號)將熱敏電阻接入電路觀察到繼電器的銜鐵被吸合斷開開關(guān),將電阻箱從電路中移除合上開關(guān),調(diào)

13、節(jié)滑動變阻器的阻值斷開開關(guān),用電阻箱替換熱敏電阻,將阻值調(diào)至108.1 【答案】(1)E2 R2 (2)C (3)不偏轉(zhuǎn) 偏轉(zhuǎn) (4)【解析】(1)由表格數(shù)據(jù)知,當(dāng)溫度為30 時,熱敏電阻阻值為199.5 ,繼電器的阻值R0=20 ,當(dāng)電流為15 mA時,E=I(Rt+R0)=3.3 V,所以電源選E2,80 時,熱敏電阻阻值Rt=49.1 ,則E2=I(Rt+R0+R),此時變阻器阻值R=330.9 ,所以變阻器選擇R2;(2)多用電表做電壓表測量電壓,旋鈕旋至直流電壓擋C處;(3)若只有b、c間斷路,表筆接入a、b時,整個回路斷路,電表指針不偏轉(zhuǎn),接入a、c時電流流經(jīng)電表,故指針偏轉(zhuǎn);(4

14、)50 時,熱敏電阻阻值為108.1 ,所以應(yīng)將電阻箱阻值調(diào)至108.1 ,調(diào)節(jié)變阻器,使銜鐵吸合,再將電阻箱換成熱敏電阻,故順序?yàn)椤究键c(diǎn)定位】多用電表的使用 閉合電路的歐姆定律 傳感器【名師點(diǎn)睛】結(jié)合表格中數(shù)據(jù),利用歐姆定律估算電動勢和電阻的數(shù)值,選擇電源和滑動變阻器明確實(shí)驗(yàn)的目的是實(shí)現(xiàn)對3080 之間任一溫度的控制,其中3080 就是提示的信息,結(jié)合表格數(shù)據(jù),可知電阻值的取值23(11分) 2010·全國I卷 用對溫度敏感的半導(dǎo)體材料制成的某熱敏電阻RT,在給定溫度范圍內(nèi),其阻值隨溫度的變化是非線性的。某同學(xué)將RT和兩個適當(dāng)?shù)墓潭娮鑂1、R2連成圖虛線框內(nèi)所示的電路,以使該電路

15、的等效電阻RL的阻值隨RT所處環(huán)境溫度的變化近似為線性的,且具有合適的阻值范圍。為了驗(yàn)證這個設(shè)計(jì),他采用伏安法測量在不同溫度下RL的阻值,測量電路如圖所示,圖中的電壓表內(nèi)阻很大。RL的測量結(jié)果如表所示。溫度t()30.040.050.060.070.080.090.0RL阻值()54.351.047.544.341.037.934.7回答下列問題:(1) 根據(jù)圖所示的電路,在實(shí)物圖上連線。(2) 為了檢驗(yàn)RL與t之間近似為線性關(guān)系,在坐標(biāo)紙上作RL-t關(guān)系圖線。(3) 在某一溫度下,電路中的電流表、電壓表的示數(shù)如圖3、4所示。電流表的讀數(shù)為 ,電壓表的讀數(shù)為 。此時等效電阻RL的阻值為 ,熱敏

16、電阻所處環(huán)境的溫度約為 。解:(1)如圖: (2)如圖: (3)115.0mA,5.00V,43.5,64.0。解析:由部分電路歐姆定律得:R43.5,對照圖找出相應(yīng)的溫度為64.0??键c(diǎn):電阻率與溫度的關(guān)系、傳感器。22(5分)2011·全國I卷 為了測量一微安表頭A的內(nèi)阻,某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的電路。圖中,A0是標(biāo)準(zhǔn)電流表,R0和RN分別是滑動變阻器和電阻箱,S和S1分別是單刀雙擲開關(guān)和單刀開關(guān),E是電池。完成下列實(shí)驗(yàn)步驟中的填空:(1) 將S撥向接點(diǎn)1,接通S1,調(diào)節(jié) ,使待測表頭指針偏轉(zhuǎn)到適當(dāng)位置,記下此時 的讀數(shù)I;(2) 然后將S撥向接點(diǎn)2,調(diào)節(jié) ,使 ,記下此時RN的讀

17、數(shù);(3) 多次重復(fù)上述過程,計(jì)算RN讀數(shù)的 ,此即為待測微安表頭內(nèi)阻的測量值。解:(1)R0;A0;(2)RN;A0的讀數(shù)仍為I;(3)平均值點(diǎn)評:測量微安表頭的內(nèi)阻、替代法。23(10分)2012·全國I卷 圖中虛線框內(nèi)存在一沿水平方向、且與紙面垂直的勻強(qiáng)磁場。現(xiàn)通過測量通電導(dǎo)線在磁場中所受的安培力,來測量磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小、并判定其方向。所用部分器材已在圖中給出,其中D為位于紙面內(nèi)的U形金屬框,其底邊水平,兩側(cè)邊豎直且等長;E為直流電源;R為電阻箱;為電流表;S為開關(guān)。此外還有細(xì)沙、天平、米尺和若干輕質(zhì)導(dǎo)線。(1) 在圖中畫線連接成實(shí)驗(yàn)電路圖。(2) 完成下列主要實(shí)驗(yàn)步驟中的

18、填空:按圖接線。保持開關(guān)S斷開,在托盤內(nèi)加入適量細(xì)沙,使D處于平衡狀態(tài);然后用天平稱出細(xì)沙質(zhì)量m1。閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)R的值使電流大小適當(dāng),在托盤內(nèi)重新加入適量細(xì)沙,使D ;然后讀出 ,并用天平稱出 。用米尺測量 。(3) 用測得的物理量和重力加速度g表示磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小,可以得出B 。(4) 判定磁感應(yīng)強(qiáng)度方向的方法是:若 ,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向外;反之,磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直紙面向里。解:(1)連線如圖所示 (2)重新處于平衡狀態(tài);電流表的示數(shù)I;此時細(xì)沙的質(zhì)量m2;D的底邊長度l (3) (4)m2m123(8分)2013·全國I卷 某學(xué)生實(shí)驗(yàn)小組利用圖(a)所示電路,測量多用電

19、表內(nèi)電池的電動勢和電阻“×lk”擋內(nèi)部電路的總電阻。使用的器材有:多用電表;電壓表:量程5V,內(nèi)阻十幾千歐;滑動變阻器:最大阻值5k導(dǎo)線若干?;卮鹣铝袉栴}:(1) 將多用電表擋位調(diào)到電阻“×lk”擋,再將紅表筆和黑表筆 ,調(diào)零點(diǎn)。(2) 圖(a)中多用電表的紅表筆和 (填“1”或“2”)端相連,黑表筆連接另一端。(3) 將滑動變阻器的滑片調(diào)到適當(dāng)位置,使多用電表的示數(shù)如圖(b)所示,這時電壓表的示數(shù)如圖(c)所示。多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為 k和 V。(4) 調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零。此時多用電表和電壓表的讀數(shù)分別為12.0k和4.00V。從測量數(shù)據(jù)可

20、知,電壓表的內(nèi)阻為 k。(5) 多用電表電阻擋內(nèi)部電路可等效為由一個無內(nèi)阻的電池、一個理想電流表和一個電阻串聯(lián)而成的電路,如圖(d)所示。根據(jù)前面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算可得,此多用電表內(nèi)電池的電動勢為 V,電阻“×lk”擋內(nèi)部電路的總電阻為 k。解:(1)短接;(2)1;(3)15.0,3.60;(4)12.0;(5)9.00,15.0。解析:(1)歐姆表測電阻時,先選檔;然后進(jìn)行歐姆調(diào)零,將紅、黑表筆短接,調(diào)整歐姆調(diào)零旋鈕,使指針指到歐姆表刻度的零位置;再測量、讀數(shù)。(2)電流流過多用電表原則:“紅進(jìn)黑出”。(3)多用電表歐姆檔的測量值等于表盤上讀數(shù)乘以倍率,電阻“×1k”讀第一

21、排,讀數(shù)為15.0×1k15.0k;直流電壓5V,最小分度為0.1V,估讀到分度值下一位,讀數(shù)為3.60V。 (4)調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使其接入電路的阻值為零,多用電表的讀數(shù)即為電壓表的內(nèi)阻。(5)由第(3)步:Er×15×103,即:Er4.5。 由第(4)步:Er4。解得:E9.00V,r15.0 k。23(9分) 2014·全國I卷 利用如圖(a)所示電路,可以測量電源電動勢和內(nèi)阻,所用的實(shí)驗(yàn)器材有:待測電源,電阻箱R(最大阻值999.9),電阻R0(阻值為3.0),電阻R1(阻值為3.0),電流表(量程為200mA,內(nèi)阻為RA6.0),開關(guān)S。

22、實(shí)驗(yàn)步驟如下: 將電阻箱阻值調(diào)到最大,閉合開關(guān)S; 多次調(diào)節(jié)電阻箱,記下電流表的示數(shù)I和電阻箱相應(yīng)的阻值R; 以為縱坐標(biāo),R為橫坐標(biāo),作R圖線(用直線擬合) 求出直線的斜率k和在縱軸上的截距b。回答下列問題:(1) 分別用E和r表示電源的電動勢和內(nèi)阻,則與R的關(guān)系式為 。(2) 實(shí)驗(yàn)得到的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下表所示,其中電阻R3.0時電流表的示數(shù)如圖(b)所示,讀出數(shù)據(jù),完成下表。答: , 。R/1.02.03.04.05.06.07.0I/A0.1430.1250.1000.0910.0840.077I1/A16.998.0010.011.011.913.0(3) 在答題卡圖(c)的坐標(biāo)紙上所缺數(shù)據(jù)

23、點(diǎn)補(bǔ)充完整并作圖,根據(jù)圖線求得斜率k A-1-1,截距b A-1。(4) 根據(jù)圖線求得電源電動勢E V,內(nèi)阻r 。解:(1) R;(2)如圖,0.110,9.09;(3)1,6.0;(4)3,1.0解析:k1,1,6。23(9分) 2015·全國I卷 圖(a)為某同學(xué)改裝和校準(zhǔn)毫安表的電路圖,其中虛線框內(nèi)是毫安表的改裝電路。(1) 已知毫安表表頭的內(nèi)阻為100,滿偏電流為lmA;R1和R2為阻值固定的電阻。若使用a和b兩個接線柱,電表量程為3mA;若使用a和c兩個接線柱,電表量程為10mA。由題給條件和數(shù)據(jù),可以求出R1 ,R2 。(2) 現(xiàn)用一量程為3mA、內(nèi)阻為l50的標(biāo)準(zhǔn)電流表

24、對改裝電表的3 mA擋進(jìn)行校準(zhǔn),校準(zhǔn)時需選取的刻度為0.5、1.0、1.5、2.0、2.5、3.0mA。電池的電動勢為1.5V,內(nèi)阻忽略不計(jì);定值電阻R0有兩種規(guī)格,阻值分別為300和1000;滑動變阻器R有兩種規(guī)格,最大阻值分別為750和3000。則R0應(yīng)選用阻值為 的電阻,R應(yīng)選用最大阻值為 的滑動變阻器。(3) 若電阻R1和R2中有一個因損壞而阻值變?yōu)闊o窮大,利用圖(b)的電路可以判斷出損壞的電阻。圖(b)中的R為保護(hù)電阻,虛線框內(nèi)未畫出的電路即為圖(a)虛線框內(nèi)的電路。則圖中的d點(diǎn)應(yīng)和接線柱 (填“b”或“c”)相連。判斷依據(jù)是: 。解:(1)15,35;(2)300,3000;(3)

25、c,毫安表有示數(shù),則R1斷路,無示數(shù),則R2斷路。解析:(1)連ab:R1、R2與毫安表RmA中電流之比為2:1,R1R2 RmA,R1R250,連bc:R1與R2、RmA中電流之比為9:1,R1( R2RmA),9R1R2100,解得:R115,R235。(2)校準(zhǔn)刻度0.5mA到3mA,所以總電阻最小值為:500,總電阻最大值為:3000。若定值電阻選擇1000,無法校準(zhǔn)3mA刻度,所以定值電阻選擇500;若滑動變阻器選擇750,則總電阻達(dá)不到3000,就無法校準(zhǔn)0.5毫安刻度,故選3000。(3)只有一個電阻斷路(損壞),則“d”與“c”相連,若毫安表無示數(shù),則說明R2斷路,若毫安表有示數(shù),則說明R1斷路。23(10分)2016·全國I卷 現(xiàn)要組裝一個由熱敏電阻控制的報警系統(tǒng),要求當(dāng)熱敏電阻的溫度達(dá)到或

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