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大题综合题训练卷
一.解答题
1.如图所示,电源电压为12V且保持不变,灯泡L标有“6V,3W”的字样,滑动变阻器的最大阻值为50Ω,闭合开关S1,S2,调节滑片P:
当滑动变阻器接入电路的阻值为R1时,电压表的示数为U1,R0的功率为P01,当变阻器接入电路的阻值为R2时,电压表的示数为U2,R0的电功率为P02,已知U1:
U2=1:
2,R1:
R2=3;1,P01+P02=4.5W.求:
(1)S1闭合,S2断开,灯泡L正常发光时,电路的总功率;
(2)S1、S2闭合时,电阻R0的电功率P01和P02;
(3)电阻R0的阻值.
2.阅读短文,回答问题:
变频空调机
空调机中有被称为“冷媒”的物质,利用它的物态变化可以实现室内、室外热量的转移,如图所示是空调机制冷系统的原理图,其中压缩机的作用是对气态“冷媒”加压,并使“冷媒”在管内循环,压缩机的转速越大,“冷媒”的流量越大,空调机的制冷能力就越强.
压缩机的转速由供电频率决定,“变频空调”是与传统供电频率不变的“定频空调”相比较而产生的概念,与“定频空调”相比,变频空调机的变频器可以在一定范围内调节供电频率,从而改变压缩机的转速,达到控制“冷媒”流量的目的.
变频空调机开始工作时,以最大功率进行制冷,当室内温度快速降至设定温度后,压缩机随机处于低速持续运转状态,维持室温基本不变.
表一表示某型号变频空调机的“冷媒”流量与变频器供电频率之间的对应关系.
表二表示该型号变频空调机部分参数之间的对应关系,其中:
制冷量是指单位时间内空调机从密闭区域内去除热量的总和;能效比是空调机在额定状态工作时,制冷量与输入功率之比.
表一:
频率f/Hz
30
50
70
90
110
130
流量Q/kg•h﹣1
38
72
106
140
174
208
表二
最小
额定
最大
输入功率/W
130
700
1400
制冷量/W
650
3600
能效比
﹣
3.8
﹣
(1)空调机工作时,当液态“冷媒” (填物态变化名称)成气态时,需要 热量.
(2)关于变频空调机,下列说法正确的是 :
A、变频空调的压缩机与定频空调一样,也是断断续续工作的
B、空调机制冷时,图中钢管A内流动的是气态“冷媒”
C、空调压缩机是利用降温的方法使“冷媒”发生物态变化的
D、变频器供电频率越小,空调机的制冷能力越强
(3)根据表一中的数据,请在坐标系中画出“冷媒”流量Q与变频器供电频率f之间的关系图线,当变频器供电频率为80Hz时,“冷媒”流量为 kg/h.
(4)表二中空调机制冷量为 W,在额定状态下工作10min,可以使 kg的空气温度下降6℃.[取空气的比热容c=1.0×103J/(kg•℃)]
(5)夏天,上述空调机开始工作0.5h后,家中房间温度降至设定温度,随机空调机处于低速稳定运转状态,又工作10h,全过程共消耗电2.9kWh,则前0.5h内空调机消耗的电能是 kW•h,后10h空调机的电流是 A.
3.如图是一个太阳能黑光灯灭虫装置,上方的薄膜太阳能电池组将太阳能转化成电能,为诱虫的黑光灯及高压金属触杀网供电.
(1)长期使用农药会使害虫产生抗药性,这是 的结果,而用黑光灯诱杀害虫,对虫害的防治更具有可持续性,并减少对环境的污染.
(2)已知黑光灯的功率为30W,若每晚工作时间为10小时,则每晚消耗多少电能?
(3)含镉(Cd)化合物是生产薄膜太阳能电池的重要原料,所以生产过程中会产生大量含镉的固体废弃物,长期露天堆放会造成土壤污染.溶解在土壤中的镉会被植物吸收,并通过 进人人体,对人体造成多种危害.
(4)为保护环境,对含镉固体废弃物必须及时处理.下面是处理过程中某一重要反应:
CdSO4+Na2S=CdS↓+Na2SO4,通过该反应把可溶性的CdSO4转化为不溶性的CdS,以减轻对土壤的污染.该反应的基本类型是 .
额定电压
220V
额定频率
50Hz
搅拌电机功率
900W
料桶电机功率
4.如图甲,是小明设计的双向双动式和面机.主要结构为:
一个带动搅拌器的电动机和一个带动料桶的电动机,在和面过程中二者交替工作,搅拌器正反搅拌.下表是这个和面机的主要技术参数;图乙是和面机正常工作时搅拌电机和料桶电机交替工作的“P﹣t”图象.
(1)小明为了提醒自己和面机还连接在电路中,他在传统的插头上增加一个总开关和指示灯(图丙),只要开关一按便可断电,不用费力拔除插头.图丁是插头内部电路及和面机简化原理图,插头上的总开关应接在 (选填“A、B、C)点.
(2)小明利用如图戊所示电磁继电器控制搅拌器的正反转,请将工作电路连接完整.
(3)为了测量和面机料桶电机的功率,小明将家里的其它用电器都关闭,他观察到和面机正常工作12min,家里标有“3000r/kW•h”字样的电能表转盘转过了480转.计算料桶电机的功率多大?
5.如图1所示,L上标有“6V3W”字样,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~15V,变阻器R的最大电阻为100Ω.只闭合S1,滑片置于a点时,变阻器连入电路中的电阻为Ra,电流表示数为Ia.只闭合S2,移动滑片,变阻器两端电压与其连入电路的电阻关系如图2所示;当滑片置于b点时,电压表示数Ub=8V,电流表示数为Ib.已知Ra:
R0=12:
5,Ia:
Ib=3:
5.(灯丝电阻不随温度变化)
求:
(1)小灯泡的电阻;
(2)定值电阻R0和电源电压;
(3)在电表的示数不超过量程,灯泡两端的电压不超过额定值的情况下,只闭合S1时,变阻器连入电路的最小电阻为多少;只闭合S2时,电路消耗的最小功率为多少.
6.在学习“探究影响电流热效应的因素”时,同学们发现用电阻丝对煤油加热时,观察温度计的示数变化的过程非常耗时,为了减少实验的时间,他们提出了如下改进的设想:
设想一:
将煤油换成水来做实验,
设想二:
通过加热空气来做实验.
(1)根据所学知识,他们经过讨论,断定设想一是错误的,你认为他们他们判断的依据是:
.
(2)为了验证设想二,他们设计了下面的实验:
①在锥形瓶中装入 的红墨水,用相同的电阻丝及玻璃管组成如图A、B的装置,通电后通过玻璃管中液柱的高度来显示 的大小.然后把它们分别接入相同的电路,发现在相同的短时间的内A管中的液柱比B管上升迅速,这说明 .
②在塞橡皮塞时发现有液体进入玻璃管并高出瓶内的液面,这是因为 ,使管内的液柱与瓶内液面相平,他们用带有针头的注射器通过橡皮塞插入瓶内如图C甲所示,接下来的操作是 .
③同学们用两根电阻丝(R甲>R乙)插入相同的甲、乙瓶中并接入电路如图C所示,闭合开关,甲、乙两玻璃管中液面如图D所示,由此得出关于电热的结论是 .
7.在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明用铁钉制成简易电磁铁甲、乙,并设计了如图所示的电路.
(1)实验中是通过吸引大头针的数量来显示电磁铁磁性的强弱,当滑动变阻器滑片向左移动时,电路中的电流 (填“增大”、“不变”或“减小”),电磁铁吸引大头针的个数增多,说明电流越 ,电磁铁磁性越强.
(2)根据图示的情景可知,电磁铁甲的上端是 极;电磁铁 (填“甲”或“乙”)的磁性较强,说明电流一定时,线圈匝数 ,电磁铁磁性越强;实验发现被电磁铁吸引的大头针下端是分散的,其原因是大头针被磁化, .
(3)实验结束后,小明发现电池使用说明中有一条提示:
“请一次性更换所有电池,以免新旧电池混用”.他想新旧电池混用和不混用有什么区别呢?
于是,他做了如下探究,他用一节新电池代替图中原来的电源,闭合开关后,用电压表测出电路的总电压,并观察电磁铁吸引大头针的数量,记录在下表中,然后再分别把两个新电池、一新一旧电池串联起来,替换原来的电源,重复上述实验,实验记录如下表所示.
电源
电路的总电压/V
吸引大头针数量
一个新电池
1.5
较多
两个新电池串联
3.0
最多
一新一旧电池串联
1.3
较少
分析表中数据可知,串联的一新一旧电池给电路提供是电压 (填“大于”、“等于”或“小于”)一节新电池提供的电压,原因是:
根据串联电路中电源电压等于各部分电路两端的电压之和,用一新一旧电池供电的电路中,废旧电池相当于在以一节新电池为电源的电路中串联了一个 ,所以新旧电池混用,废旧电池会消耗新电池的部分能量.
8.武都引水工程被誉为“第二个都江堰”,具有防洪、灌溉、生态环保、国土资源保护、工业生活供水、旅游以及发电等综合利用功能的大型骨干水利工程.作为武引一期工程的骨干屯水库﹣﹣沉抗水库位于绵阳市的游仙区沉抗镇境内,距离绵阳市区15公里,现已成为绵阳的著名旅游景点“仙海风景区”.作为二期工程内容的武都水库位于我市江油武都镇的涪江干流上.总库容5.72亿立方米,碾压混凝土大坝高120米,设计控灌面积228万亩.武都电站是依托武都水库兴建的坝后式电站,装有三台机组,总装机容量15万千瓦(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3).
①若电站实际年平均发电量为6.1亿kW•h,电力系统吸收的有效电量为5.745亿kW•h,其中电厂用电0.5%,出厂后专用输变电损失1%,按平均上网电价0.28元/kW•h计算,电站年收益多少亿元?
(保留三位数)
②若电站水面落差(水面与发电机之间的高度差)为80m,按装机容量满负荷发电,发电机机械能转化为电能的效率为75%,水的流量Q为多少?
(流量Q:
单位时间内流过截面积的体积)
③仙海中学兴趣小组在仙海湖面上做实验,用一机动船拖拉一无动力的木船以1.5m/s匀速前进,机动船的质量为2×103kg,内燃机功率为170kW,木船下部都可以视为长方体,底面面积为12m2,吃水深度0.4m,两船受到的阻力都是船重的0.5倍,机动船的内燃机效率是多少?
9.在新农村建设中很多楼房顶部装有如图所示的太阳能、电能两用热水器,该热水器利用太阳辐射的能量加热时,能把太阳辐射能的70%转化为水的内能;用电热丝加热时,能把电能的90%转化为水的内能,该热水器也可利用太阳辐射的能量和电热丝同时加热.它的铭牌如表格所示.小明家热水器的支架与楼顶水平台面总接触面积为0.1m2.他家所在的地区(晴天)每天接受太阳辐射的时间为8h,太阳光照射地面时的辐射功率为900J/(s•m2),即每平方米的面积上每秒得到的太阳辐射能平均为900J.已知g=10N/kg,C水=4.2×103J/(kg•℃).ρ水=1.0×103kg/m3.当热水器内蓄满水时,求:
xx牌热水器
型号HM﹣20
集热管数28支
额定频率50HZ
水箱容积150L
集热管管长180cm
额定电压220V
防水等级A
系统承压3.0MPa
额定功率4000W
自身质量50kg
采光面积2.0m2
(1)热水器对水平台面的压力和压强;
(2)热水器每天接受的太阳辐射能使水升高的温度;
(3)热水器将水从20℃加热到52.4℃所需的最短时间.
10.人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出.如何充分利用和开发新能源,实现低碳减排,已成为世界各国共同关注的问题.6月5日是世界环境日,2010年我国的主题是“低碳减排,绿色生活”.目前,我国在开发、利用太阳能方面发展最快、最具潜力.
(1)你认为利用太阳能有哪些好处?
.
(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村的一道靓丽的风景线(如图1所示).太阳能路灯的太阳能电池板一般是由晶体态硅制成的,它能直接把太阳能转化成电能,其主要材料是
A.磁性材料B.纳米材料C.半导体D.超导体
(3)太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的.我国太阳能热水器已走进了千家万户.小明家的太阳能热水器的采光面积是2.1m2.若我市向阳的地方每平方米的面积1h得到的太阳辐射能平均为3×106J,每天接收太阳能的时间以8h计算,热水器能把接收到的太阳能的50%转化成水的内能,则正常情况下,该热水器一天能把150kg、初温为20℃的水加热到多少℃?
(4)为了进一步利用太阳能,人们正在研发太阳能电动车.图2是人们研制的太阳能电动三轮车,车子顶部的太阳能电池板将光能转化为电能储存在太阳能电池中,电池再给三轮车的电动机供电.
①小明同学设计的调节电动机转速的简化电路图如图3所示,若太阳能电池的电压保持不变,调速电阻的最大阻值为50Ω.闭合开关S,当调速电阻的滑片P滑到最左端时车速最大,此时电流表示数5A,电动机电功率最大为1kW;当调速电阻的滑片P滑到最右端时车速最小,此时电流表示数为1A,求这时电动机的电功率是多少?
②制造太阳能电动三轮车车架有各种不同的新材料,部分材料的技术指标如表所示:
材料
技术指标
锰钢
铝合金
钛合金
碳纤维
性能(强度)
强
较弱
较强
强
密度(kg•m﹣3)
7.9×103
3.0×103
4.5×103
1.6×103
若让你设计制造强度高并且轻便的三轮车,你选择表中的哪种材料?
若车架的体积约为5×10﹣3m3,车架的质量是多大?
(5)今年的世界环境日,我国的主题是:
“绿色消费,你行动了吗?
”.联系生活实际,谈谈你应如何做?
11.6月5日是世界环境日,今年我国的主题是“低碳减排,绿色生活”.人类对能源的需求越来越大,世界能源危机日益突出,如何合理利用和开发能源,提高能源的利用率,实现低碳减排,已成为世界各国共同关注的问题.
(1)图甲为近两个多世纪以来人类能源消耗曲线图,由图可知,自1950年以来,人类能源消耗的情况是( )
A.显著增长;B.平稳增长;C.稳中有降;D.显著减少
(2)在众多的未来能源中,风能、太阳能、水能都同属于 (选填“可再生”或“不可再生”)能源,它们的开发和利用可以减少大量化石燃料的生产和消费导致严重的环境污染和生态破坏.
(3)为实现减排目标,国家大力推广风力发电.我省沿海地区风力发电项目已全面启动,沿海壮观的风电场走廊即将形成(如图乙).假如1.2×106kW的风电场项目全面建成之后,所有机组发电1h,可提供多少kW•h的电能?
这些电能相当于多少千克煤炭完全燃烧所释放出来的能量?
(煤的热值为3.0×107J/kg,1kW•h=3.6×106J)
(4)充分利用太阳能,符合节能减排的理念.太阳能热水器(如图丙)已走进了千家万户,小名家的太阳能热水器接受太阳能的总有效面积为2m2,热水器每平方米的面积上1h得到的太阳辐射能平均为2.52×106J,热水器仅能把接收的太阳能的50%转化为水的内能,若光照3h可以使热水器内初温为20℃、质量为100kg的水温度升高多少摄氏度?
已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃).
12.某同学根据如图甲所示电路完成“伏安法测量定值电阻”的实验.
(1)根据图甲,将图乙中的实物电路连接完整.
(2)正确连接电路后,闭合开关.①若发现电流表和电压表的示数都很大,这说明小华在实验操作上存在的问题是 ;②若电压表示数约为3V,但无论怎样移动变阻器滑片,电流表示数始终为0,则电路中出现的故障可能是 ;
(3)排除以上故障后,调节滑动变阻器,把测量的几组数据描成如图丙所示的图象,则该电阻的阻值R= Ω;
(4)若将图乙中的电阻R换成一个额定电压为3.8V、阻值约为10Ω的小灯泡,若要测出该小灯泡的额定功率,则原实验电路中必须改变的是 ;
A.电源电压B.电压表量程C.电源电压和电压表量程
(5)完成上述实验后,小明还想测量一段电炉丝的电阻Rx,可是在连接电路时,发现电流表和滑动变阻器都已损坏.于是小明就利用刚才已测得的定值电阻R,重新设计并连接了如图丁所示的电路,电源电压未知且恒定不变.
请把下列实验步骤补充完整:
步骤1:
只闭合开关S1,记下电压表的示数为U1;
步骤2:
.
电阻表达式(用物理量的符号表示):
Rx= .
13.阅读短文,同答问题:
电磁流量计
流量指的是液体在单位时间内通过某横截面的体积,电磁流量计是用来检测导电液体流量和流速的仪表.
图甲是用来检测血流速度和血流量的电磁流量计,又称电磁血流计.使用时,将血管放置于两磁极之间,金属电极a、b与血管壁接触,仪表与口a、b相连.血液在血管中流动时,a、b间就会有电压,电流流过仪表从而显示出血流速度和流量.
某实验小组用电磁血流计研究血管中血流速度与n的关系.n为病人心脏血管横截面积与正常人心脏血管横截面积的比值,测得病人心脏主动脉血管内血液匀速流动的速度v与n的数值如下表,
n
1.00
0.90
0.80
0.75
0.60
v/(m•s﹣1)
0.180
0.200
0.225
0.240
0.300
研究表明,当血液在管内流动时,受到的阻力f与血液的流速v成正比,即f=kv,k为常数,血管横截面积越小,血液流速越快,受到的阻力越大,心脏的负担就越重.
(1)电磁血流计的原理与下列哪个装置的工作原理相同
(2)电磁流量计上的仪表是由 表改装的,改变血流方向和调换两磁极的位置,流过仪表电流的方向 (选填“不变”或“改变”),利用电磁流量计 (可以/不可以)测量某食用油管道中油的流量.
(3)某次测量时,电流流过仪表显示电流为3mA,电阻R的阻值为120Ω,ab间电压为 V.
(4)在图乙中画出v与n的关系图象.
(5)若某人心脏主动脉血管的横截面积为正常人的0.85倍时,血管内血液匀速流动的速度应为 m/s,若某次测得血流速度为0.2m/s,血流量为10﹣4m3/s,则管子的横截面积为 m2.
(6)心脏主动脉血管的横截面积变化时,心脏推动血液流动的功率P随n的变化而变化.若当n=1时,心脏推动血液流动的功率P=P0,则当n=0.5时,心脏推动血液流动的功率P= .
14.阅读短文,回答问题.
无链条电动自行车
无链条电动自行车,整体外形时尚,没有了链条,外观变得与普通自行车或电动车有些不同,如图所示.无链条电动自行车被称为“没有链条的混合动力电动自行车”.它结合了电子动力和人体动力,此车既可以通过给锂电池充电获得能量;也可以通过骑行者踩脚踏板获得能量.骑行者踩脚踏板的动能,可通过车上的发电机转化为电能,存储在自行车框架中的锂电池内,之后通过电动机驱动后轮转化成动能,以此驱动自行车前进.因此使骑行者骑得更省力,同时也能减少对环境的污染.
图中所示这款无链条电动自行车,其锂电池容量为10Ah、电压为36V.与链条车相比,这种新型自行车具备许多优点.比如:
省力、耐用、安全、灵便、干净卫生、结构简单、修理方便,骑行12000km也无须大修.因此,无链条电动自行车是城市中一种理想的交通工具.
请回答下列问题:
(1)无链条电动自行车可将骑行者踩脚踏板所产生的动能通过发电机转化为 能,由车子的锂电池存储,之后再通过 驱动后轮再次转化成动能,驱动车子前进.
(2)图中这款车的锂电池最多所储存的电能约为 J.
(3)图中这款车,若骑行者不踩脚踏板,仅靠锂电池驱动,这种“电力驱动”可使车连续行驶2×104m;若骑行者踩脚踏板辅助锂电池给车提供能量,这种“混合动力驱动”可使车连续行驶3.5×104m,则“混合动力驱动”时人所提供的能量与“电力驱动”时锂电池提供的能量之比为 .
15.小英家里有一个电吹风,该电吹风的工作原理如图甲所示,电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风.小英在某次用该电吹风将头发吹干的全过程中,为了知道这次使用电吹风时总共消耗的电能,她把电吹风的实际功率随时间的变化关系用图乙记录了下来.请你帮她算一算.
(1)她这次吹干头发的全过程电吹风总共消耗的电能是多少?
(2)该电吹风的电热丝在工作时电阻值是多少?
(保留两位小数)
(3)该电吹风使用几年后,发现电热丝的电阻值将大,其原因是什么?
16.在“测定小灯泡的额定功率”的实验中,小佳同学选用的小灯泡的额定电压为2.5V,电阻为8Ω,滑动变阻器的最大电阻阻值为10Ω.
(1)为顺利完成实验,现有电压为4.5V和6V的两电池组可供选择,则
A.只能选择4.5V的电池组B.只能选择6V的电池组
C.两电池组均可选用D.须将其变成10.5V的电池组使用
(2)请用笔画线代替导线,将图乙中的实物电路连接完整.
(3)移动变阻器的滑片,使电压表的示数为2.5V,此时电流表示数如图丙所示,其值为 A,小灯泡的额定功率为 W.
(4)小明的同学小惠在借助上述实验器材完成实验时,不小心将电流表损坏,由于没有多余的电流表更换,老师取走电流表,并拿来一个电阻箱代替滑动变阻器接在原电路中.
①闭合开关后,发现灯泡不发光,电压表的示数等于电源电压,则故障的原因可能是灯泡 (选填“短路”或“断路”);
②排除故障后,当小灯泡在额定电压下工作时,电阻箱接入电路的阻值为R,则计算小灯泡额定功率的表达式为 .(电源电压恒定不变)
(5)传统的普通100W以上的白炽灯泡(如图丁)已于2012年10月1日起年底停止销售.你觉得普通白炽灯被淘汰的原因主要是 (填编号);
A.生产技术不成熟B.价格高C.发光效率低
(6)小冬同学在家找到两个外观一样额定电压均为220V的普通白炽灯,其铭牌已经看不出额定功率,但小冬根据灯丝形状(如图戊),没有通电便判断出来了.你觉得两灯中,额定功率大是的 灯,将两灯串联起来,接在220V电路中, 灯更亮一些(均选填“甲”或“乙”).
17.在“测量小灯泡的额定功率”实验中,已连接的部分电路如图a所示,图中电源电压恒定,小灯泡上只能看到“3.8V“字样.
(1)请你用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
(2)正确连接实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表有示数,其故障原因可能是 .
(3)故障排除后开始实验,当变阻器滑片滑到图示位置时,电压表的示数为3.0V,接着应将滑片向 滑动,直至灯泡两端电压为额定电压,此时电流表的示数如图b所示.则灯泡的额定功率为 W.
(4)实验时某小组学生发现电流表损坏,他们想设计一个不用电流表测定该小灯泡额定功率的实验,于是向老师要了一个R0的定值电阻(阻值适当),和一个单刀双掷开关(符号为(
),借助原有的实验器材,顺利完成了实验,假如由你来做实验,要求电路只连接一次,请设计实验方案.
①在虚线框内画出实验电路图.
②简述实验步骤. (用相应的字母表示测出得出物理量)
③写出灯泡额定功率的表达式P额= .(用已知量和测量量表示)
18.在“测定小灯泡的电功率”的实验中,如图所示,选用图甲所示的器材,其中电源电压为6V,小灯泡的额定电压为2.5V(灯丝电阻约为12Ω)
(1)为了能够顺利完成实验探究,下列两种规格的滑动变阻器应选用
A.“10Ω0.5A”的滑动变阻器B.“50Ω0.5A”的滑动变阻器
(2)用笔画线代替导线,将图所示的实物电路连接完整.
(3)闭合开关前,应将图甲中所示的滑动变阻器的滑片滑到 (填“A”或“B”)端.
(4)闭合开关后,移动滑动变阻器的滑片,发现小灯泡始终不发光,电压表有示数,电流表无示数,若电路只有一处故障,则故障原因是 .
(5)排除故障后,闭合开关,移动滑片,电压表的示数如图乙所示,其读数是 V;为了测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器的滑片向 (填“A”或“B”)端移动.
(6)根据实验测得的数据,绘制出小灯泡的电流随它两端电压变化的关系图象,如图丙所示.分析图象可知;
①小灯泡的额定功率为 W.
②小灯泡灯丝电阻
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