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文档简介
2025-2026学年九年级全册物理章节检测卷
第二十章•能力提升
建议用时:60分钟,满分:100分
一、选择题(本大题共12题,每题3分,共36分。在每题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)
1.“司南之杓,投之于地,其粮指南。“我国古代就利用司南指向来辨别方向,如图所示,使用时用手拨动
勺柄使它转动,理想情况下,勺子停下来后,勺柄指向()
A.地磁北极B.地理北极C.地磁南极D.地理南极
【答案】D
【详解】“可南”静止时总指南北是因为受到地磁场的作用,且“可南”静止时勺楠是S极,即勺楠指向的是
地球的南极,地磁的N极,故ABC不符合题意,D符合题意。
故选D»
2.下列说法正确的是()
A.利用磁感线只能描述磁场方向,不能描述磁场强弱
B.利用撒在磁体周围铁屑的分布情况可以判断磁体周围各点的磁场强弱
C.可水平转动的小磁针在地磁场作用下,静止时N极指向地理的南极附近
D.条形磁体外部的磁感线方句由磁体的S极指向N极
【答案】B
【详解】A.利用磁感线既可以描述磁场的方向,也可以通过观察磁感线的密集程度,表示磁场的强弱,
故A错误;
B.磁场越强,吸引的铁屑越多,因此可利用撒在磁体周围铁屑的分布密集程度,判断磁体周围各点的磁
场强弱,故B正确;
C.已知地磁场的地理位置的北极,对应地磁的S极,因此静止时N极指向地理的北极附近,故C错误;
D.条形磁体外部的磁感线方向由磁体的N极指向S极,故D错误。
故选B。
3.如图所示,关于通电螺线管中电流方向、磁感线的分布以及小磁针静止时的指向正确的是()
【答案】A
【详解】图①②:用安培定则(石手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指指向N极),可判断①螺线
管左端为N极,②螺线管右端为N极。在磁体外部,磁感线从N极出发呵I到S极,所以图①磁感线
方句正确,图②错误。
图③④:用安培定则判断③螺线管左端为N极,④螺线管右端为N极。根据“同名磁极相互排斥,异名
磁极相互吸引“,③小磁针应左端为S极、右端为N极,所以图③正确,④小磁针应右端为S极、左端
为N极,图④错误。故BCD错误,A正确。
故选Ao
4.小意家有一款磁悬浮音箱,由箱体和底座两部分组成(图甲),箱体底部有一块永磁铁,底座内部电路
如图乙所示。闭合开关,箱体悬浮空中,下列判断正确的是()
甲乙
A.永磁体A端为N极
B,底座通电后能产生磁场利用了电流的磁效应
C.通电时,用手托住箱体,底座的磁场会消失
D.永磁体8端与电磁铁上端为同名磁极
【答案】B
【详解】A.由图乙可知,底座通电后,电流从螺线管的上后方流入,下前方流出,根据安培定则可知,
螺浅管的下端是N极,上端是S极,根据同名磁极相互排斥原理可知,音箱底部磁铁的A端应该是S极,
故A错误;
BC.底座通电后能产生磁场是因为通电导线周围存在着磁场,这是电流的磁效应;只要通电,导线周围就
存在磁场,通电时,用手托住箱体,底座的磁场不会消失,故B正确,C错误:
D.因为螺线管的下端是N极,上端是S极,永磁体与螺线管相互排斥,所以音箱底部磁铁的4端是S极,
B端是N极,即永磁体B端与电磁铁上端为异名磁极,故D错误。
故选Be
5.电磁铁在生活中应用非常广泛,如图所示为某种导体绕制成的电磁铁(线圈电阻不可忽略),右侧放置
一枚小磁针,待小磁针静止后。下列操作过程中,电磁铁磁性一定增强的是()
A.开关拨到小将右侧小磁针换成强磁铁
B.开关拨到小将滑动变阻器向右移动
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关由〃拨到〃
D.开关S由8拨到小调节滑动变阻器,使电流表的示数仍保持不变
【答案】D
【详解】A.开关拨到小将右侧小磁针换成强磁铁,但不会影响电磁铁的磁性强弱,因为电磁铁的磁性
强弱与线圈匝数、电流大小以及铁芯材料等因素有关,与外部的强磁铁无关,故A不符合题意。
B.开关拨到a,将滑动变阻器向右移动,滑动变阻器接入电路的电阻增大,根据欧姆定律/二2,在电源
电压不变的情况下,电路中的电流/减小。电流越大,磁性越强;电流越小,磁性越弱''可知,电磁铁的磁
性会减弱,故B不符合题意。
C.保持滑动变阻器滑片位置不变,将开关由。拨到"此时接入电路的线圈匝数减少。在电流不变的情
况下,线圈匝数减少,电磁铁的磁性一定减弱,故C不符合题意。
D.开关S由8拨到小调节滑动变阻器,使电流表的示数仍保持不变,即电流不变,接入电路的线圈匝
数增多,根据电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系可知,电磁铁的磁性会增强,故D符合题意。
故选D。
6.心肺机用“电动泵”替代心脏,推动血液循环。“电动泵”的工作原理如图所示,将线圈。〃固定在活塞一
端,利用其与固定磁铁间的相互作用带动活塞运动,从而使血液定向流动,阀门6、K2都只能单向
开启。当线圈中的电流从4流向。时()
送血
A.该装置的工作原理是电磁感应B.该电动泵可用干电池供电
C.活塞将向左运动D.此时为“送血”状态
【答案】C
【详解】A.该装置的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用,与电动机原理相同,故A不符合题意;
B.普通干电池的电压会随便用时间快速下降,可能导致电动泵输出功率不稳定,影响血液循环的精确控
制,而心肺机需要持续、稳定的电源支持,锂电池因能量密度高、放电曲线平稳,更符合此类需求,故B
不符合题意;
CD.根据安培定则可知:螺线管的左端是S极,此时固定磁铁和电磁铁相互吸引,活塞向左运动,Ki关
闭,七打开,为“抽血”状态,故C符合题意,D不符合题意。
故选C。
A.图甲:最早发现地磁场的两极与地理的两极不重合的科学家是中国宋代的沈括
B.图乙:通过调整通电螺线管中的电流强度,可以实现对螺线管磁性强度的调节
C.图丙:扬声器的工作原理与发电机的原理是相同的
D.图丁:当只改变电流方向时,通电导体所受力的方向也会随之改变
【答案】C
【详解】A.在北宋学者沈括的《梦溪笔谈》中,记载了磁针所指方向不完全指南北这一事实,故他是世
界上最早发现这一事实的人,故A正确,不符合题意;
B.通电螺线管的磁性与电流的大小和线圈的匝数有关,因此通过调整通电螺线管中的电流强度,可以实
现对螺线管磁性强度的调节,故B正确,不符合题意;
C.扬声器的工作原理是通电导线在磁场中受到力的作用,与电动机的原理相同,故C错误,符合题意:
D.通电导体所受力的方向与电流的方向和磁场的方向有关,只改变电流方向或磁场方向时,通电导体所
受力的方向也会随之改变,故D正确,不符合题意。
故选C。
8.小珠自制了一个扬声器,如图所示,塑料桶底部紧密粘贴着线圈,线圈上方放置•个强磁体,在线圈
中通入方向不断改变的电流后,塑料桶振动发声。下列说法正确的是()
强磁铁
A.强磁体周围的磁感线是真实存在的
B.将一个小磁针靠近强磁体.它静止时南极所指方向为该点磁场方向
C.磁场对线圈的力的方向随电流方向的改变而改变
D.该扬声器与发电机的工作原理相同
【答案】C
【详解】A.磁体周围的磁感线是假想的,故A错误;
B.小磁针静止时,N(北)极所指的方向为该点的磁场方向,故B错误;
CD.在线圈上方放置•个强磁铁用来产生磁场,在线圈中通入交变电流后,通电线圈在磁场中受力运动,
将电能转化为机械能,带动纸杯振动发声,这与电动机的原理相同;通电线圈在磁场中受力方向弓磁场方
向和电流方向有关,所以磁场对线圈的力的方向随电流方向改变而改变,故C正确,D错误。
故选C。
9.如图所示,风吹小风车,电流表的指针会发生偏转。选项图中的四个物埋实验能解释其工作原理的是
【答案】B
【详解】风吹小风车,电流表的指针会发生偏转,是电磁感应现象;
A.如图为奥斯特实验,说明电流存在磁场,属于电流的磁效应,故A不符合题意;
B.如图所示,当开关闭合后,金属棒左右切割磁感线,产生感应电流,是电磁感应现象,故B符合题意;
C.如图所示,电路中有电源,闭合开关时,导体棒在磁场中受力的作用,故C不符合题意;
D.如图所示,是探究电磁铁磁性与匝数的关系,属于电流的磁效应,故D不符合题意。
故选B。
10.如图所示为直流电动机T作原理图,则()
A.线圈转动的工作原理是电磁感应
B.线圈中的电流方向始终不变
C.线圈转动时将电能全部转化为机械能
D.只改变电源正负极,线圈转动方向会改变
【答案】D
【详解】A.直流电动机的工作原理是通电线圈在磁场中受力转动,这是电能转化为机械能的过程;电磁
感应是发电机的工作原理,是机械能转化为电能的过程,故A不符合题意;
B.线圈转动到平衡位置时,换向器会改变线圈中的电流方向,从而使线圈持续转动。因此,线圈中的电
流方向是周期性改变的,故B不符合题意;
C.线圈在转动时,由于线圈有电阻,会产生热量,所以电能会转化为机械能和内能,而不是全部转化为
机械能,故C不符合题意;
D.通电线圈在磁场中受力的方向与磁场方向和电流方向有关。只改变电源正负极,会改变线圈中的电流
方句,而磁场方向不变,所以线圈的受力方向会改变,从而导致线圈的转动方向改变,故D符合题意。
故选Do
11.如图1是法拉第发明的圆盘发电机结构图,在磁场中转动的不是线圈,而是一个紫铜做的圆盘,紫铜
圆盘可以看成是由无数根长度等于圆盘半径的导线组成(如00'段)。圆盘的边缘和圆心处各与一个电
刷紧贴(如0、。'两点),用导线把电刷与LED连接起来;LED发光的颜色与通过其电流方向的关系
如图2所示。当紫铜圆盘在磁场中顺时针转动时,LED发黄光。现将该圆盘放入某蹄形磁体中,如图
3所示。C、。为蹄形磁体的两极。小俊进行了如卜四次操作:下列方法能使LED发红光是()
图3
①当蹄形磁体C为N极D为S极时,紫铜圆盘顺时针转动
②当蹄形磁体C为N极。为S极时,紫铜圆盘逆时针转动
③当蹄形磁体C为S极。为N极时,紫铜圆盘顺时针转动
④当蹄形磁体C为S极。为N极时,紫铜圆盘逆时针转动
A.②和③B.②和④C.①和④D.①和③
【答案】A
【详解】图中紫铜圆盘在磁场中做顺时针转动时.,做切割磁感线运动,电路中产生感应电流,LED发黄光。
要让LED发红光,即电流方向要相反,可以单独改变磁场方向或紫铜圆盘转动方向,所以②和③正确。
故选Ao
12.如图甲所示的是某家用烟雾报警器的简化电路图,当烟雾达到一定浓度时衔铁被吸引,工作电路会响
铃亮灯,烟雾报警器控制电路的额定电压为12V,R是光敏电阻,其阻值与烟雾浓度的关系如图乙所
示。若定值电阻R。的阻值是10。(电磁铁线圈电阻不计),工作电路响铃亮灯时,控制电路中的最小
电流是0.2A,下列说法正确的是()
A.若烟雾报警器响铃亮灯,烟雾浓度一定大于40%
B.为了让烟雾浓度为20%时报警器报警,可以将电磁铁适当向右移
C.为了让烟雾浓度为20%时报警器报警,可以适当地降低控制电路的电源电压
D.烟雾浓度分别是40%和60%时,定值电阻R。消耗的功率之比是1:2
【答案】B
【详解】A.工作电路响铃亮灯时,控制电路中的最小电流是0.2A,由/=%可知,此时控制电路中的总
A
JJ
电阻为生哼=1念9V=60。
/U・ZA
此时光敏电阻的阻值为R=火总一凡=60c-10Q=50c
由四乙可知,此时烟雾的浓度为30%,若烟雾报警器响铃亮灯,烟雾浓度一定大于30%,故A错误;
B.为了让烟雾浓度为20%时报警器报警,此时光敏电阻的阻值增大,电流较小,磁力较小,向右移电磁
铁和衔铁,力臂变大,可在电流更小,磁力更小时将衔铁吸下,故B正确;
C.为了让烟雾浓度为20%时报警器报警,此时光敏电阳的阳佰增大,根据欧姆定律可知:适当增大控制
电路电源电压,可以保证控制电流不变,故C错误;
D.烟雾浓度分别是40%和60%时,光敏电阻的阻值分别为40c和20C,此时控制电路中的日流分别为
U_12V
=0.24A
10Q+40Q
U12V
=0.4A
一豆—10C+20c
p[2R(024A)g
根据P=PR可知:定值电阻消耗的功率之比为仲=半含=笑―£=77
^02,2Ao(0.4A)23
故D错误。
故选Bo
二、填空题(共4题,每空2分,共18分)
13.东汉学者王充在《论衡》中记载:“司南之杓,投之于地,其柢指南”其中的"南''是南极(选填“地
理''或"地磁''),为了形象地描述磁场,人们用磁感线描述磁场强弱,如图点磁场更强。
【答案】地理B
【详解】[I]柢指南,指地理的南方,其中的“南”是地理南极。
⑵磁感线的疏密程度可以表示磁场的强弱。磁感线越密的地方,磁场越强;磁感线越疏的地方,磁场越弱。
在空中,B点处磁感线比A点处磁感线更密集,所以B点的磁场更强。
14.如图所示,放在磁场中的导体棒必、〃用导线串联,闭合开关。当用力使导体棒就在磁场中做切割
磁感线运动时,发现用绝缘细线悬挂着的导体棒〃也随之摆动,此时图中乙部分导体棒。d与磁体的
组合相当于(选填“电动机”或“发电机”),与甲部分工作原理相同的是(选填“电铃”“动圈
式话筒”或“扬声器
【答案】电动机动圈式话筒
【解析】【小题1】⑴⑵由题可知,当导体棒必在磁场中做切割磁感线运动时,甲部分产生感应电流,电
流通过导体棒〃,导体棒m在磁场中受到力的作用而摆动。电动机是利用通电导体在磁场中受力运动的
原理制成的,所以图中乙部分导体棒〃与磁体的组合相当于电动机。图中甲部分,导体棒而在磁场中做
切割磁感线运动产生感应电流,应用的物理原理是电磁感应现象,动圈式话筒也是利用此原理工作的。
15.一个空心小铁球放在盛水的烧杯中置于铁棒AB的上方,绕在铁棒I:的线圈连接如图所示的电路。开
关S闭合后,空心小铁球仍漂浮在水面上,此时4端为电磁铁的极,当滑片P向右滑动,空心
小铁球再次静止时小铁球受到的浮力将(选填“变大''、“变小”或“不变
【答案】S变小
【详解】[11电流由A流向8,则由安培定则可知螺线管8端为N极,则A端为S极(南极)。
⑵当滑片向右移动时,滑动变阻器接入电阻增大,则由欧姆定律可知电路中电流减小,则螺纹管中的磁性
减弱,故小铁球所受磁力减弱;小铁球受重力、磁力及浮力,因小球处于静止状态,故向下的磁力与重力
之和应等于向上的浮力,因磁力减小,故浮力也将变小。
16,2025年新年前夕,全长22.13公里天山胜利隧道全线贯通,它是世界上最长的高速公路隧道。在地下
隧道建设中氧气浓度过高或过低易导致安全事故,氧气报警器能监控氧气浓度的变化提前预警。如图
是某氧气报警器的原理示意图,电阻R为气敏电阻,当氧气浓度升高时,电阻变大,灯亮报警。闭合
开关后,电磁铁上端为极,当B灯亮时,说明氧气浓度(选填“过高”或“过低
请分析该设计的不足
【答案】N过低当氧气浓度过低时,B灯亮,当氧气浓度过高时,A灯亮,无法显示氧气
浓度止常
【详解]闭合开关后,电流由电磁铁的上端流入,下端流出,据安培定则知,电磁铁的上端为N
极,下端为S极。当氧气浓度过低时,电阻变小,根据欧姆定律知,控制电路的电流较大,电磁铁的衔铁
被吸下,工作电路中的B灯接通,B灯亮。当氧气浓度过高时,电阻变大,根据欧姆定律知,控制电路的
电流较小,电磁铁的衔铁被释放,工作电路中的A灯接通,A灯亮;当氧气浓度过低时,B灯亮,当氧气
浓度过高时,A灯亮,无法显示氧气浓度正常。
三、作图和实验题(共4题,第17题4分,18~20题每空2分,共28分)
17.(1)请根据图中的信息,标通电螺线管的N、S极和电源的正、负极(用号表示)。
()()
【答案】
T电源1
(+)(-)
【详解】由图可知,条形磁体的右端为N极,磁体外部的磁感线的方向是从磁体的N极出发,经外部空
间,回到S极,所以通电螺线管的左端为S极,右端为N极;杈据安培定则可知,电流从螺线管的左端流
入、右端流出,所以通电螺线管的左端为正极、右端为负极,如图所示:
N
(+)
(2)如图所示是小红制作的泡沫指南针,闭合开关后,放在水面上,轻轻拨动塑料板,静止后,箭头总
是指向南方。请你在虚线框内画出电源的符号及通电螺线管外部的磁感线方向。
【答案】
【详解】根据题意可知,螺线管的上端为S极,下端为N极,因为磁感线方向从N极出发回到S极,所
以磁感线方向向上;根据安培定则,右手握住螺线管,四指指向电流方向,大拇指所指方向是螺线管的N
极,所以电源的正极应该在下方,如图所示:
18.在“探究通电螺线管外部磁场”的实验中:
⑴小明将小磁针放在螺线管周围不同的位置如图(〃)所示,放小磁针用到的科学探究方法是,闭
合开关后观察到如图“)所示的现象,说明通电螺线管周围存在
(C)
(2)如图(c)所示是通电螺线管周围的有机玻璃板上的小磁针分布状态,观察可知通电螺线管的外部磁场
与的磁场相似;
(3)通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关,你怎样验证,方法是;
【答案】(1)转换法磁场
(2)条形磁体
(3)对调电源正负极,观察小磁针的指向是否与原来相反
【详解】(1)[1]实验中用小磁针的指向来描述螺线管外部磁场分布情况,运用了转换法。
⑵由图(力)可知,当闭合开关,电路中形成电流后,小磁针发生了偏转,说明通电螺线管周围存在磁场。
(2)由小磁针分布状态可知,通电螺线管外部的磁场与条形磁体的磁场相似,都是两端磁性最强,中间
弱,方向也相似。
(3)要验证通电螺线管周围的磁场方向和电流方向有关,应控制其他因素不变,只改变电流方向。具体
方法是将电源正负极对调,观察小磁针的指向是否与原来相反。
19.利用图甲所示的装胃“观察磁场对通电直导线的作用”:
(1)应在M、N之间接入(选填“小量程电流表“、“电源”或“灯泡”),装置中的导体棒应选用轻质
的(选填“铁棒”或“铝棒
(2)如图乙中,磁体间磁场的磁感线方向都是从磁体N极水平指向S极,且线圈所处的空间磁场强弱是恒
定不变的。通电后若cd段导线受破场力的方向为竖直向下,ab段和cd段受到的这两个力(选
填“是”或“不是")一对平衡力;
(3)小明自制了一个电动机,将线圈漆包线两端的漆全部刮去后,用导电支架托住,发现线圈不能持续转动,
只能在平衡位置附近摆动。为了使线圈能持续转动()
A.两侧全刮
B.一侧全刮,另一侧刮半周
C.一侧刮上半周,一侧刮下半周
【答案】(1)电源铝棒
(2)不是
⑶B
【详解】(1)|32]利用如图甲所示的装置研究''磁场对电流的作用”时,即必须有电源,所以在M、N之间
应接电源。
探究磁场对电流的作用时,因为磁体能够吸引磁性材料,所以通电导体不能为磁性材料,则不能选择铁棒
进行实验,而应选用轻质的铝棒C
(2)由图乙可知,cd段导线受磁场力的方向为竖直向下,ab段导线所受磁场力的方向是竖直向匕这两
个力不在同一条直线上,所以不是一对平衡力。
(3)为了使线圈能持续转动,需要在线圈转过平衡位置时改变线圈中的电流方向,可以将一端的漆全部
刮掉,另一端刮半周;或者两侧都只刮上半周,这样线圈转到平衡位置时,线圈中没有电流,由于惯性会
继续转动,相当于电动机中的换向器,故B符合题意,AC不符合题意。
故选B。
20.小明用如图所示的装置探究"什么情况下磁可以生电”。
(I)他发现,如果开关处于状态,无论磁体怎样放置、导体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏
转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件;
(2)如图所示,电路闭合后,下列实验操作能使灵敏电流计指针发生偏转的有:
A.磁体不动,导体棒水平向右运动;
B.磁体不动,导体棒向斜上方运动;
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动;
D.导体棒不动,磁体水平向左运动;
(3)闭合开关后,观察各种情况下灵敏电流计指针偏转情况,分析实验现象可知:闭合电路中的一部分导体
在磁场中做运动时,电路中会产生感应电流。产生感应电流时,导体质相当于电路中的
(填电路元件名称);
【答案】⑴断开
(2)ABD
(3)切割磁感线电源
【详解】(1)他发现,如果开关处于断开状态,即电路是断路,电路中没有电流,无论磁体怎样放置、导
体棒怎样运动,灵敏电流计指针均不偏转,这说明闭合电路是产生感应电流的必要条件。
(2)由电磁感应现象可知,闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,电路中才能产生感应
电流;
A.磁体不动,导体棒水平向右运动,导体做切割磁感线运动,产生感应电流,灵敏电流计指针发生偏转,
故A符合题意;
B.磁体不动,导体棒向斜.上方运动,导体做切割磁感线运动,产生感应电流,显敏电流计指针发生偏转,
故B符合题意;
C.导体棒不动,磁体竖直向下运动,导体不切割磁感线,不产生感应电流,灵敏电流计指针不发生偏转,
故C不符合题意;
D.导体棒不动,磁体水平向左运动,相当于磁体不动,导体棒向右运动,导体做切割磁感线运动,产生
感应电流,灵敏电流计指针发生偏转,故D符合题意。
故选ABDo
(3)闭合开关后,根据实验可知:当满足闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,
电路中才会产牛感应电流:电路中提供电能的装置叫电源,导体时切割磁感线,产牛感应电流向外樨供电
能,因此导体必相当「电路中的电源。
四、计算题(共2题,第21题9分,第22题9分,共18分)
21.某电热水器可实现加热、保温两种功能,图甲为其工作原理图,它包括工作电路和控制电路两部分。
其中工作电路的电压为220V,加热功率为880W,Ri、&为电热丝,处的阻值为1045Q。控制电路中,
电源电压恒定不变,&为热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,&为可调电阻箱,通过调节
&可使温度为100℃时,控制电路的电流为0.3A,继电器的衔铁被吸合;保持R阻值不变,当温度降
到50℃时控制电路的电流为0.1A,衔铁被释放。忽略防干烧熔断器电阻和线圈电阻对电珞的影响。
求:
防干烧熔断器
甲
⑴工作电路为加热状态时的电流大小是多少?
(2)保温功率的大小是多少?
(3胜制电路中电源电压是多少?
【答案】(D4A
(2)44W
⑶18V
【详解】(l)已知加热功率为88DW,根据尸二U/可得,加热时的电流为/加热=粤=鬻£=4A
(2)由图甲可知,当衔铁被释放时,幻工作,此时电路中的总电阻最小,根据尸=:可知,电功率最大
R
U220V
为加热挡,由欧姆定律可得,品的阻值为%=7一=七一=55口
/加热4A
if
由绍甲可知,当衔铁被吸合时,R/、后串联工作,此时电路中的总电阻最大,根据夕=2-可知,电功率
R
最小为保温挡,此时总电阻R肝R/+&=55C+1045c=1100。
U1(220V)2
则保温功率为^fi=—=不听=44W
(3)当温度为100C时,由图乙可知,R尸40C,控制电路中电流/=
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