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文档简介
人教版九年级《电与磁》专题训练考试时间:90分钟;命题人:教研组考生注意:1、本卷分第I卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分,满分100分,考试时间90分钟2、答卷前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、班级填写在试卷规定位置上3、答案必须写在试卷各个题目指定区域内相应的位置,如需改动,先划掉原来的答案,然后再写上新的答案;不准使用涂改液、胶带纸、修正带,不按以上要求作答的答案无效。第I卷(选择题30分)一、单选题(10小题,每小题3分,共计30分)1、如图所示,两根绝缘细线悬挂着的导体ab,放在U形磁铁中央,ab两端连接着导线,若要探究发电机的工作原理,虚线方框中接入的实验器材是()A.电源 B.电流表 C.定值电阻 D.滑动变阻器2、如图所示的物理现象涉及的物理知识正确的是()A.图甲:摩擦起电的实质是创造了新的电荷B.图乙:家用电能表是一种测量电功率的仪表C.图丙:电动机正常工作时将机械能转化为电能D.图丁:验电器的工作原理是同种电荷相互排斥3、小红同学利用光敏电阻受到光照时电阻变小的特性,设计了一个如图所示的自动控制电路,要求光暗时灯亮,光亮时灯灭。在实际调试时,发现灯始终亮着,而光敏电阻和其他电路元件都正常。下列说法的正确是()A.增加螺线管线圈的匝数能使控制电路达到要求B.滑动变阻器滑片P向右移动能使控制电路达到要求C.电磁铁的上端是N极D.断开控制电路时灯不亮4、如图所示的通电螺线管右侧放了一个可自由转动的小磁针,下列说法正确的是()A.小磁针左端为N极B.通电螺线管的左端为N极C.将电源正负极对调后螺线管南北极也对调D.在螺线管所在电路中串联一个电阻后螺线管的磁性增强5、下列电器设备不是利用磁场对电流的作用来工作的是()A.电风扇 B.麦克风 C.扬声器 D.电动机6、我国高铁动车组普遍采用了再生制动技术:动车到站前停止供电,动车继续向前运行电机逆转产生电流并输入电网。下图与再生制动技术工作原理相同的是()A. B.C. D.7、电梯为居民上下楼带来很大的便利,出于安全考虑,电梯设置了超载自动报警系统,其工作原理如图所示。电梯厢底层装有压敏电阻R1,R2为保护电阻,K为动触点,A、B为静触点,当出现超载情况时,电铃将发出报警声,电梯停止运行。则下列说法中正确的是()A.电磁铁磁性的强弱与电流的方向有关B.电磁铁是根据电磁感应原理工作的C.电梯超载时动触点K与静触点B接触D.电梯超载时报警,说明压敏电阻的阻值随压力的增大而增大8、电吉他中电拾音器的基本结构如图所示,磁体附近的金属弦被磁化,因此弦振动时,在线圈中产生感应电流,电流经电路放大后传送到音箱发出声音,下列说法不正确的是()A.选用铜质弦,电吉他仍能正常工作B.取走磁体,电吉他将不能正常工作C.增加线圈数可以增大线圈中的感应电流D.弦振动过程中,线圈中的电流方向不断变化9、对如图所示的实例或实验解释正确的是()A.图中多个大功率用电器同时使用一个插线板不会有安全隐患B.图中人站在绝缘板上,双手同时握住火线和零线不会触电C.图中可用来演示电磁铁磁性强弱与电流大小的关系D.图中可用来演示发电机原理10、下列电器中,利用法拉第电磁感应原理工作的是()A.电磁起重机 B.电磁继电器 C.电动机 D.发电机第Ⅱ卷(非选择题70分)二、填空题(10小题,每小题4分,共计40分)1、科学家在物理学领域里的每次重大发现,都有力地推动了人类文明的进程,比如:___________改良了蒸汽机,有力推动了工业的发展;___________发现电磁感应现象,进一步揭示了电与磁的联系。2、如图所示,闭合开关,弹簧将______(选填“伸长”或“缩短”),这是因为______;如果用电流表替代虚线框内仪器,然后将条形磁体迅速插入线圈中,与之相连的电流表的指针会发生偏转,这是______现象。3、阅读短文,回答问题测温手环在疫情期间,蓝牙测温手环能很方便地测量人的体温,实现对疫情传播实时监控。某型号的蓝牙测温手环(如图甲)的部分技术参数如表所示。产品型号XXXX电池电压3.7V导热金属片智能休眠仓电池容量100mAh测温精度0.2℃测温手环主要由温度传感模块、蓝牙模块、电源模块三个部分组成。在温度传感模块中,有对温度敏感的热敏电阻与导热双金属片相连。使用测温手环时,导热金属片与人体接触,双金属片温度的变化引起热敏电阻的阻值发生变化,热敏电阻的阻值变化会影响电路中电流的大小。温度传感模块中的测温芯片可以根据电路中电流的大小计算出人体的温度。手环中的蓝牙模块通过无线网络将芯片中的温度数据传送给移动设备,从而实现体温的实时监控。为了降低测温手环的功率,延长它的工作时间,测温手环一般配有智能休眠仓,如图乙所示。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后,由于环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环中的双金属片与热敏电阻分离而自动关机。还有些测温手环是依靠内置的霍尔元件实现“休眠”的。霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件,当它周围存在较强的磁场时,它可以断开测温手环的电路。因此,这类测温手环的智能休眠仓下面需要预埋一个磁体。(1)影响电阻大小的因素包括:材料、横截面积和___________,还有温度;(2)霍尔元件在测温手环的电路中相当于___________(选填“电源”、“用电器”或“开关”);(3)热敏电阻阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。如图中所示的热敏电阻R1是___________(选填“正”或“负”)温度系数热敏电阻;(4)小雨同学将三个废旧手环的“测温头”拆下后分别接入如图所示的电路,获得了图所示三个“测温头”的“电流与温度”图象,其中灵敏度最高“测温头”是(______)A.A图线所对应的探头B.B图线所对应的探头C.C图线所对应的探头D.三个探头的灵敏度无法比较(5)表格中型号的测温手环电池充满电时的电能为___________J;若所测温度持续升高,则该测温手环的使用时间会___________(选填“延长”或“缩短”)。4、法国科学家阿尔贝•费尔和德国科学家彼得•格林贝尔由于发现巨磁电阻(GMR)效应,荣获了2007年诺贝尔物理学奖。这一发现大大提高了磁、电之间信号转换的灵敏度。如图是说明巨磁电阻特性原理的示意图:(1)闭合开关S2,指示灯不亮,再闭合开关S1,指示灯发光,由此可知:巨磁电阻的大小与___________有关;(2)若滑片P向左移动,电磁铁的磁场___________(填“增强”、“减弱”)。(3)若滑片P向左移动,观察到指示灯变得更亮,由此实验可得出结论:___________。5、在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中,小明设计了如图所示的电路。由实验现象可知,______(选填“甲”或“乙”)的磁性强,说明电流一定时,线圈匝数______,电磁铁磁性越强。6、(1)如图甲所示的电能表示数为_______度。(2)如图乙是一个条形磁体及周围铁屑的分布情况,以及两个可自由转动的小磁针静止时的指向。请在图中小磁针左端的空白处填写小磁针左端的磁极名称(选填“N”或“S”)_____。
7、著名的______实验,首次揭示了电流磁效应的存在;德国物理学家______最先通过实验归纳出“一段导体中的电流,跟加在这段导体两端电压成正比,跟这段导体的电阻成反比”的定量关系。8、小刚去超市,走到电梯前发现电梯运动较慢,当他站在电梯上时又快了起来。该电梯的电路如图所示(R是一个压敏电阻),当人站在电梯上,压敏电阻阻值减小,则电磁铁磁性变___________(选填“强”或“弱”),衔铁与触点___________(选填“1”或“2”)接触,电动机的转速变快。9、写出下列能量的转化:电动机通电后高速转动,是______能转化为______能。10、如图所示的电磁铁,闭合开关,就有电流通过密绕的线圈,此时钉帽一端的磁极为______极,把滑动变阻器滑片P向右移动时,能够吸引的大头针数目将______(选填“增加”或“减少”)。三、计算题(5小题,每小题6分,共计30分)1、育华的学子都充满了创造力,初三五班的谢玉同学设计如图1所示的道路限载报警器。是压敏电阻,其电阻大小随压力大小变化的关系如图2所示,当超载车辆通过压敏电阻时,报警器受到压力过大,电铃就会响,发出警报。通过用电压表(量程)改装的车重显示表,还能显示出通过车辆的重力。调节的大小,可以实现限载重力的调节。为,电磁铁线圈电阻不计,请完成下列问题:(1)请根据题意将图1的电路补充完整;(2)在某次测试中,当,电压表示数为时,恰好报警。此时报警器受到的压力是多少?(3)在确保电路安全的前提下,这个报警器能够承受的最大压力是多少?(提示:电磁铁的启动电流是保持不变的)2、梅雨季节,湿衣服久晾不干,令人烦恼。小明同学设计出一款自动控制“干衣神器”,可使得衣服快速变干,电路图如图甲所示。控制电路电源电压恒为6V不变,工作电路电压为220V交流电,热敏电阻Rx的电阻值随温度的变化关系如图乙所示,定值电阻R0的阻值为120Ω,电磁继电器线圈电阻不计,闭合开关S当温度等于、低于60℃时,机器吹热风;当温度高于60℃时,机器吹冷风。受控电路吹热风时功率为120W,吹冷风时功率为20W。求:(1)衔铁被吸下时,线圈中的最小电流;(2)电热丝工作5min放出的热量;(3)电热丝的阻值。3、某家用电热水器,其工作模式和相关参数如下表所示。图为电热水器的原理图,包括工作电路和控制电路两部分,通过电磁继电器自动控制电热水器实现加热状态和保温状态的挡位变换。R0、R1为电热丝,R2为滑动变阻器,R为热敏电阻(置于电热水器内),其阻值随温度的升高而减小。红灯、绿灯是电热水器工作时的指示灯,忽略指示灯对电路的影响。(1)分析说明当绿灯亮时,电热水器处于保温状态还是加热状态?(2)R1工作时的电阻是多大?(3)该电热水器处于加热状态时,工作4.2min,可使1L水的温度升高40℃,则该电热水器的效率是多少?[,计算结果精确到0.1%]电源220V50Hz加热功率800W保温功率40W水容量1.0L4、近年来,智能机器人进入百姓家,如图所示是质量为4kg的扫地机器人某次工作时的情景,在4s内沿水平直线运动了2m,此过程机器人所提供的牵引力为50N,g取10N/kg.求:(1)为智能机器人提供牵引力的是电动机,电动机的原理是_____;(2)若机器人静止充电时和地面的接触面积为2cm2,则它对地面的压强为多少_______?(3)上述工作过程中牵引力的功率为多少_______?5、如图甲所示,电源电压U=6V,S为单刀双掷开关,小灯泡L的电阻Rl=10Ω,设灯丝电阻不随温度变化,R为某种压敏电阻,其阻值R与压力F成反比(如图乙所示),R的正上方固定有一电磁铁P,其线圈电阻不计:(1)在R上水平放置铁制品,开关S由接a改为接b,其他条件不变,灯的亮度变______;(2)当开关接a,电流表的示数为0.375A时,灯泡两端的电压为多少___?此时R上水平放置的铁制品重为多少______?(3)在R上水平放置重为20N的铁制品,开关接b,电流表稳定后的示数为0.4A,则此时压敏电阻的阻值为多少_____?电磁铁P对铁制品的吸引力为多少________?-参考答案-一、单选题1、B【解析】【分析】【详解】由图知道,电路中无电源,闭合电路中的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,所以,在虚线框中应接入电流表,判断是否产生感应电流,即探究电磁感应现象,故B符合题意。故选B。2、D【解析】【详解】A.摩擦起电的实质是电荷的转移,不是创造了电荷,故A错误;B.电能表是测量消耗电能即电功的仪表,故B错误;C.电动机正常工作时将电能转化为机械能,故C错误;D.当验电器带电时,两片金属箔由于带同种电荷相互排斥而张开,验电器的工作原理是同种电荷相互排斥,故D正确。故选D。3、A【解析】【详解】AB.电磁继电器的主要部分是电磁铁,电磁铁的磁性强弱跟电流的大小、线圈的匝数的多少、是否有铁芯插入有关,要想在光亮时灯灭,一定要增大电磁铁的磁性。采取的方法是增大电流、增加线圈的匝数;而滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器电阻变大,根据欧姆定律可知,通过电磁铁的电流减小,故A正确,B错误;C.由图可知,电磁铁中电流的方向是向左的,根据安培定则可知,电磁铁的上端是S极,故C错误;D.断开控制电路时,电磁铁没有磁性,衔铁向上移动,接通灯泡的电路,灯泡会发光,故D错误。故选A。4、C【解析】【分析】【详解】AB.图中电流从螺线管的左侧流入、右侧流出,由安培定则可知,通电螺线管的右端是N极,因同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,则小磁针静止时其左端为S极,故A、B错误;C.将电源正负极对调后,螺线管中的电流方向改变,螺线管的磁极发生改变,所以螺线管南北极也对调,故C正确;D.在螺线管所在电路中串联一个电阻,总电阻增大,电路的电流变小,则通电螺线管的磁性减弱,故D错误。故选C。5、B【解析】【详解】AD.电风扇中有电动机,电动机的线圈通电后可以在磁场中转动,是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的,故AD不符合题意;B.麦克风膜片振动,带动线圈在磁场中做切割磁感线运动,产生感应电流,是根据电磁感应现象制成的,故B符合题意;C.扬声器线圈通电后在磁场中受到力的作用会产生振动,带动纸盆振动而发出声音,是根据通电导体在磁场中受到力的作用这一原理制成的,故C不符合题意。故选B。6、A【解析】【详解】动车原来是运动的,即到站前先停止供电,虽然没有动力,但由于惯性,动车能继续运动;动车在继续向前运动时,电机线圈随车轮转动并在磁场中切割磁感线运动,进而产生感应电流,该现象就是电磁感应现象,即再生制动技术工作原理是电磁感应现象;A.该实验中无电源,当闭合电路中的导体棒在磁场中做切割磁感线运动时,会产生感应电流,这是电磁感应现象,故A符合题意;B.该实验是奥斯特实验,说明了电流的磁效应,故B不符合题意;C.该实验是探究影响电磁铁磁性强弱的因素,故C不符合题意;D.该实验说明通电导体在磁场中受到力的作用,故D不符合题意。故选A。7、C【解析】【详解】AB.电磁铁是根据电流的磁效应制成的,电磁铁磁性的强弱与电流的大小和线圈的匝数的多少有关,与电流的方向无关,故AB错误;C.出现超载情况时,电梯停止运行,即K与A是分开的,K被电磁铁吸下,与B接触,从而使电铃发出声音,故C正确;D.超载时,压力增大,电磁铁的磁性变大,能把衔铁吸下,说明电路中的电流是变大的,即总电阻是减小的,所以压敏电阻的阻值随压力的增大而减小,故D错误。故选C。8、A【解析】【详解】A.铜不可以被磁化,则选用铜质弦,电吉他不能正常工作,故A错误,符合题意;B.取走磁体,就没有磁场,振弦不能切割磁感线产生电流,电吉他将不能正常工作,故B正确,不符合题意;C.增加线圈匝数,可增加电磁感应所产生的电压,在电路的总电阻不变时,可以增大线圈中的感应电流,故C正确,不符合题意;D.弦振动过程中,磁场方向不变,弦的运动方向会不断变化,则线圈中的电流方向不断变化,故D正确,不符合题意。故选A。9、D【解析】【详解】A.图中多个大功率用电器同时使用一个插线板会造成电流过大,存在安全隐患,故A错误;B.图中人站在绝缘板上,双手同时握住火线和零线会造成双线触电,故B错误;C.图中可用来演示通电导体在磁场中受力,不是电磁铁磁性强弱与电流大小的关系,故C错误;D.图中闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线,导体中产生感应电流,这是电磁感应现象,是发电机的原理,故D正确。故选D。10、D【解析】【分析】【详解】A.电磁起重机的主要构件是电磁铁,电磁铁是利用电流的磁效应的原理工作的,故A不符合题意;B.电磁继电器是利用电流的磁效应,即利用衔铁是否被吸动而改变电路的闭合、断开情况进行工作,故B不符合题意;C.电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的原理工作的,故C不符合题意;D.发电机是利用闭合线圈在磁场中做切割磁感线运动时,产生感应电流的原理工作的,即利用电磁感应现象原理工作,故D符合题意。故选D。二、填空题1、瓦特法拉第【详解】[1]瓦特不是发明者,在他之前已经有人发明了蒸汽机,纽科门蒸汽机,他只是改良了蒸汽机,使得蒸汽机能够投入到实际生产中,有了很大的实用价值。[2]法拉第发现了电磁感应现象,是指闭合回路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生感应电流。2、伸长异名磁极相吸引电磁感应【详解】[1][2]闭合开关后,电流从电源的正极流出,回到负极,由此可知:通电螺线管中的电流是从正面向右,背面向左的,根据安培定则(右手握住通电螺线管,四指弯曲指向电流方向,大拇指所指的方向就是通电螺线管的北极),可以判断出通电螺线管的上端为N极,异名磁极相吸引,所以弹簧会被吸引而伸长。[3]将条形磁铁迅速插入线圈中,条形磁铁和线圈发生了相对运动,线圈做切割磁感线运动,线圈中就会产生感应电流,与之相连的电流表指针就会发生偏转,这是电磁感应现象。3、长度开关负A1332缩短【详解】(1)[1]电阻表示导体对电流的阻碍作用。影响电阻大小的因素包括:材料、横截面积和长度,还有温度。(2)[2]由题意知,霍尔元件是一种对磁场敏感的电子元器件,当它周围存在较强的磁场时,它可以断开测温手环的电路,所以霍尔元件在测温手环的电路中相当于开关。(3)[3]热敏电阻阻值随温度升高而变小的,称为负温度系数热敏电阻;阻值随温度升高而变大的,称为正温度系数热敏电阻。左图中,热敏电阻随温度的升高而变小,故所示的热敏电阻R1是负温度系数热敏电阻。(4)[4]分析右图可知,A图线回路电流随温度变化最明显,C图线回路电流随温度变化不明显,B图线回路电流随温度变化不发生变化,故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。(5)[5]根据表格的数据,表格中型号的测温手环电池充满电时的电能为W=UIt=3.7V×0.1A×3600s=1332J[6]根据题意可知,为了降低测温手环的功率,延长它的工作时间,测温手环一般配有智能休眠仓。有些测温手环是通过判断温度变化来实现自动开关的。测温手环放入智能休眠仓后,由于环境温度低于某个设定的温度或者手环检测到的温度长时间不发生变化,则测温手环中的双金属片与热敏电阻分离而自动关机。若所测温度持续升高,则测温手环不会关机,一直处于工作状态,其功率较大,根据功率公式有则该测温手环的使用时间会缩短。4、磁场强弱增强磁场越强巨磁电阻阻值越小【详解】(1)[1]闭合开关S2,指示灯不亮,说明巨磁电阻阻值很大,再闭合开关S1,指示灯发光,说明巨磁电阻变小,由此可知,巨磁电阻的大小与磁场强弱有关。(2)[2]若滑片P向左移动,电路中的电流增大,电磁铁的磁性增强,观察到指示灯变得更亮,说明电路中的电流明显增强。(3)[3]由欧姆定律知道,电路中GMR的阻值显著减小。由此实验可得出结论:磁场越强巨磁电阻的阻值越小。5、乙越多【详解】[1][2]根据图示的情境可知,甲、乙串联,电流相同,乙缠绕的线圈的匝数多,乙电磁铁吸引的大头针多,说明乙的磁性强;由此说明电流一定时,线圈匝数越多,电磁铁磁性越强。6、1962.0#1962S,N【详解】(1)[1]电能表五位数中,最后一位是小数位,故读数为1962.0度。(2)[2]根据磁场的相互作用,即同名磁极相互排斥,异名磁极相互吸引,磁体的左端是N极,故中间的小磁针的左端是S极,而乙图中靠近S极的小磁针,因为异名磁极相互吸引,故小磁针的左端是N极。7、奥斯特欧姆【详解】[1]1820年奥斯特发现:当小磁针发生偏转时,说明了磁场的存在,这就是著名的奥斯特实验,首次揭示了电流磁效应的存在。[2]德国物理学家欧姆最先通过实验归纳出“一段导体中的电流,跟加在这段导体两端电压成正比,跟这段导体的电阻成反比”的定量关系,这一规律被称为欧姆定律。8、强2【详解】[1][2]压敏电阻的阻值随压力的增大而减小。当人站在电梯上时,压敏电阻受到的压力变大,电阻变小,使得左边控制电路中的电阻变小,电流变大,因此电磁铁的磁性增强,就会把衔铁吸引下来,于是就和触电2接触,此时工作电路中没有串联定值电阻R1,所以工作电路中电阻小,电流大,电动机转速就快。9、电机械【详解】[1][2]电动机通电后高速转动,电流做功,电能转化为机械能。10、S减少【详解】[1]由图知道,电流从电磁铁的上端流入,从下端流出,故根据安培定则知道,电磁铁的下端是N极,上端是S极。[2]滑动变阻器滑片P向右移动时,滑动变阻器接入电路电阻变大,电路中电流减小,在线圈和铁芯一定时,电流越小,电磁铁磁性越弱,所以,吸引的大头针数目将减少。三、计算题1、(1)见解析;(2)在某次测试中,当,电压表示数为时,恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。(3)在确保电路安全的前提下,这个报警器能够承受的最大压力是69850N。【解析】【详解】(1)当超载车辆通过压敏电阻时,报警器受到压力过大,电铃就会响,发出警报。所以灯和电铃并联,如图所示(2)在某次测试中,当,电压表示数为时,恰好报警。此时R的电压是-=-=电路的电流是压敏电阻此时的阻值是根据图2可知,此时压力为20000N。(3)在确保电路安全的前提下,同时满足电压表最大,电流最大是2A,此时R的电压是-=-=压敏电阻此时的阻值是根据图2的比例关系可知,电阻是500Ω,压力为20000N;电阻是700Ω,压力为0N;则可得到电阻和压力的关系式是则代入数据,此时压力为69850N。答:(1)如图所示;(2)在某次测试中,当,电压表示数为时,恰好报警。此时报警器受到的压力是20000N。(3)在确保电路安全的前提下,这个报警器能够承受的最大压力是69850N。2、(1)0.2A;(2)3×104J;(3)【解析】【详解】(1)由图知,当温度等于、低于60℃时,机器吹热风,此时衔铁应被吸下,由图象知,此时热敏电阻Rx=40Ω,由并联电路特点和欧姆定律可得通过两电阻的电流所以通过线圈中的最小电流I=I1+IX=0.05A+0.15A=0.2A(2)由图甲知,吹热风时,电动机和电热丝并联,同时工作P热=P电热丝+P电动机=120W吹冷风时,只有电动机工作P冷=P电动机=20W所以电热丝功率P电热丝=P热﹣P冷=120W﹣20W=100W电热丝工作5min放出的热量Q=W电热丝=P电热丝t=100W×5×60s=3×104J(3)由可得,电热丝电阻答:(1)衔铁被吸下时,线圈中的最小电流为0.2A;(2)电热丝工作5min放出的热量为3×104J;(3)电热丝的阻值为484Ω。3、(1)保温状态;(2)1149.5Ω;(3)83.3%【解析】【分析】【详解】解:(1)当电磁继电器的衔铁被释放时,动触头与上方静触头接触,红灯亮,R0单独工作,总功率P=;当电磁继电器的衔铁被吸下时,动触头与下方静触头接触,绿灯亮,R0与R1串联工作,总功率P'=。比较得出,红灯亮时总功率较大,为加热状态;绿灯亮时总功率较小,为保温状态。(2)R0的电阻是R0===60.5Ω保温时的功率P保温=即40W=解得R1=1149.5Ω(3)1L
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