八年级上册 第4章 电路探秘 解答题专项突破(含解析)

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名称 八年级上册 第4章 电路探秘 解答题专项突破(含解析)
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资源类型 试卷
版本资源 浙教版
科目 科学
更新时间 2024-12-12 20:12:12

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八年级上册 第四章 电路探秘 解答题专项突破
参考答案
1.【答案】(1)静电贴带有电荷;
(2)静电贴和塑料膜粘贴在玻璃片上的时间;
(3)小刚的更合理,因为小刚的实验排除了空气(大气压)对静电贴的影响,控制了变量;
(4)如果静电贴确实仅靠静电吸附,那么应得到的实验证据是在真空环境中,静电贴也可以静电吸附。
2.【解答】解:当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来,这是因为带电体具有吸引轻小物体的性质;当颗粒物快速通过光洁金属网C后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯D吸附住,这是因为异种电荷相互吸引。
故答案为:轻小物体;异种电荷相互吸引
3.【答案】摩擦过的塑料丝均带负电荷,同种电荷相互排斥,故塑料丝像“章鱼张开爪”;而被纸巾裹住的塑料管摩擦后带负电,塑料管与塑料丝均带同种电荷,相互排斥,塑料丝受到的重力等于斥力,故塑料管靠近塑料丝时悬停在空中,塑料丝像“章鱼张开爪”一样散开并悬停在空中。
4.【答案】(1)0.28;(2)串联;(3)正。
【解答】解:(1)如图所示,电流表选用的是小量程,分度值为0.02A,此时示数为0.28A;
(2)由图可知,该电堆中各“电池”之间的连接方式为串联;
(3)闭合开关,电流表正常工作,说明电流从电流表的“+”接线柱流入、从“﹣”接线柱流出,所以它的“+”接线柱肯定与电源正极相连接,则伏打电堆中的一元硬币为正极。
故答案为:(1)0.28;(2)串联;(3)正。
5.【答案】(1)因为连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,说明DBAF连通,CE为另外的一根;
(2)现在知道CE为一根导线,将AC连在一起,先把m连接在E上,若n连接F时小灯泡发光,则AF为一根导线,不亮说明AD为一根导线。
(3)让m与A相连,用n与D试触,观察灯是否发光,若灯亮,则说明AD间是通路,AD是一根导线,否则不是,接着m与B相连,用n与D、E、F中余下的两端点中的一个试触,若灯亮,则说明与B间是通路是一根导线,否则与另一个条是一根导线。
故答案为:
(1)CE;
(2)E;
(3)灯是否发光。
6.【答案】两电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,流体的压强跟流速有关,流速越大的位置(上表面流速大),压强越小,当水流速度增大时,下表面压强大于上表面压强,R2滑片上移,变阻器连入电路和阻值减小,由电阻的串联规律,电路的总电阻变小,由欧姆定律I=可知,电路的电流变大,根据U=IR可知,R1的电压变大,变阻器两端的电压减小,即电压表示数减小。
【解答】解:两电阻串联,电压表测变阻器的电压,电流表测电路的电流,流体的压强跟流速有关,流速越大的位置(上表面流速大),压强越小,当水流速度增大时,下表面压强大于上表面压强,R2滑片上移,变阻器连入电路和阻值减小,由电阻的串联规律,电路的总电阻变小,由欧姆定律I=可知,电路的电流变大,根据U=IR可知,R1的电压变大,由串联电路电压的规律可知,变阻器两端的电压减小,即电压表示数减小。
7.【答案】(1)小灯泡亮度;(2)B、C;(3)长度(或粗细);(4)大于
【解答】解:(1)根据转换法可知,实验中通过灯泡的亮度来反映电阻的大小;
(2)要研究电阻的大小与导体横截面积的关系,需保持导体的长度、材料和温度不变,导体的横截面积不同,所以应选择B和C两根导线;
(3)实验中只用导线A,则导线的材料、横截面积相同,长度不同,可以研究导体电阻跟长度的关系;通过对折导线,可以改变横截面积,所以可以探究电阻与横截面积的关系;
(4)在其他条件相同时,导体的长度越长,电阻越大,故RB>RC。
故答案为:(1)小灯泡亮度;(2)B、C;(3)长度(或粗细);(4)大于。
8.【答案】(1)变小;(2)A;(3)镍铬合金;(4)145
【解答】解:
(1)由表格数据可知,α碳=﹣0.0005α/℃﹣1,可得碳棒的电阻R碳=R0(1+αt)=R0(1﹣0.0005t),即温度升高时,碳棒的电阻将变小;
(2)由R=R0(1+αt)分析可知,当α大于零时,导体的电阻值随温度的升高而增大;由表格可知,金属导体的电阻温度系数都大于零,故A图线表示金属电阻随温度变化的规律;
(3)由R=R0(1+αt)可知,当α越小时,其电阻值随温度变化不明显,即适合做定值电阻,由表格可知,镍铬合金的电阻温度系数最小,故镍铬合金最适合做定值电阻的材料;
(4)有一根钨导线,在0℃时电阻为100Ω,由表格数据可知α钨=0.0045α/℃﹣1,
由R=R0(1+αt)可得在100℃时的电阻:
R钨=R0(1+αt)=100Ω×(1+0.0045α/℃﹣1×100℃)=145Ω。
故答案为:(1)变小;(2)A;(3)镍铬合金;(4)145。
9.【答案】(1)电源电压为2V;
(2)定值电阻的阻值为10Ω。
【解答】解:(1)由图乙可知,闭合开关S1时,电路为定值电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流;再闭合开关S2,小灯泡与定值电阻R并联,电流表测干路中的电流。
因为并联电路各支路互不影响,所以闭合开关S2后,通过R的电流不变,
而干路中的电流等于各支路中电流之和,所以电流表的示数增大了0.25A,
且通过小灯泡的电流即为电流表增大的示数,即I灯=ΔI=0.25A,
由图甲可知,此时小灯泡两端的电压为:U灯=2V,
因为并联电路各支路两端的电压相等,等于电源电压,所以电源电压:U=U灯=2V;
(2)由图乙可知,闭合开关S1时,电路为定值电阻R的简单电路,电流表测量通过R的电流,
此时电流表示数为0.2A,所以定值电阻的阻值:R===10Ω。
答:(1)电源电压为2V;
(2)定值电阻的阻值为10Ω。
10.【答案】(1)电源电压为4V;
(2)通过电阻R2的电流为0.4A;
(3)电阻R2的阻值为10Ω。
【解答】解:由图可知,开关闭合时,两电阻并联,电流表A1测R1的电流,电流表A测总电流;
(1)由题意可知,干路电流为0.6A,通过R1的电流为0.2A,
因并联电路中各支路两端的电压相等,
则由欧姆定律可得电源电压:U=U1=I1R1=0.2A×20Ω=4V;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过R2的电流为:I2=I﹣I1=0.6A﹣0.2A=0.4A;
(3)由欧姆定律可得电阻R2的阻值:R2===10Ω。
答:(1)电源电压为4V;
(2)通过电阻R2的电流为0.4A;
(3)电阻R2的阻值为10Ω。
11.【答案】(1)电流表的示数I为1A;
(2)R2两端的电压U2为9V;
(3)电源电压U为12V。
【解答】解:由电路图可知,R1与R2串联,电压表测R1两端的电压,电流表测电路中的电流。
(1)因串联电路中各处的电流相等,
所以,电流表的示数:
I=I1===1A;
(2)由I=可得R2两端的电压为:
U2=IR2=1A×9Ω=9V;
(3)电源的电压:
U=IR=I(R1+R2)=1A×(3Ω+9Ω)=12V。
答:(1)电流表的示数I为1A;
(2)R2两端的电压U2为9V;
(3)电源电压U为12V。
12.【答案】(1)电源电压大小为3V;
(2)S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A。
【解答】解:
(1)闭合开关S、S2时,两电阻串联,电压表测定值电阻R1两端的电压,电流表测电路中的电流,
定值电阻R1的阻值为:R1===5Ω,
根据串联电路的电阻规律和欧姆定律可得电源电压为:
U=I(R1+R2)=0.2A×(5Ω+10Ω)=3V;
(2)当S、S1、S2都闭合时,定值电阻R2被短路,只有定值电阻R1接入电路,电流表测电路中的电流,
此时电流表的示数为:I′===0.6A。
答:(1)电源电压大小为3V;
(2)S、S1、S2都闭合时,电流表的示数为0.6A。
13.【答案】(1)通过电阻R1的电流为2A;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
【解答】解:由电路图可知,同时闭合开关S1、S2时,R1与R2并联,电流表测干路电流。
(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,
所以,通过电阻R1的电流:
I1===2A;
(2)因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,通过电阻R2的电流:
I2=I﹣I1=2.5A﹣2A=0.5A,
则电阻R2的阻值:
R2===20Ω。
答:(1)通过电阻R1的电流为2A;
(2)电阻R2的阻值为20Ω。
14.【答案】(1)若只闭合开关S时,电流表的示数是0.1A,此时总电阻为45Ω;
(2)此电路电源电压是4.5V;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数是0.45A。
【解答】解:(1)由图知,若只闭合开关S时,R1与R3串联,电流表测电路中电流,
所以电路的总电阻:
R=R1+R3=30Ω+15Ω=45Ω;
(2)由欧姆定律可得,电源电压:
U=IR=0.1A×45Ω=4.5V;
(3)由图知,当S、S1、S2都闭合时,R2与R3并联,电流表测干路电流,
由并联电路的电压特点可知,U2=U3=U=4.5V,
由欧姆定律可知,通过R2的电流:
I2===0.15A,
通过R3的电流:
I3===0.3A,
由并联电路的电流特点可知,干路电流:
I'=I2+I3=0.15A+0.3A=0.45A,即电流表示数为0.45A。
答:(1)若只闭合开关S时,电流表的示数是0.1A,此时总电阻为45Ω;
(2)此电路电源电压是4.5V;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数是0.45A。
15.【答案】(1)R1的阻值为25Ω,R2的阻值为5Ω;
(2)乙图中电流表示数为0.72A。
【解答】解:由图乙可知,该电路为R1和R2的并联电路,电流表测干路的电流,电压表测电源电压,
已知此时电压表的示数为3V,即电源电压为U=3V;
(1)由图甲可知,开关S闭合后,该电路为R1和R2的串联电路,电流表测电路中的电流,电压表测R1两端的电压,
已知电压表示数为2.5V,即R1两端的电压为U1=2.5V,
由串联电路的电压特点可知R2两端的电压为:U2=U﹣U1=3V﹣2.5V=0.5V,
已知电流表的示数为0.1A,即电路中的电流为I=0.1A,
则R1的阻值为:R1===25Ω;R2的阻值为:R2===5Ω;
(2)乙图中通过R1的电流为:I1===0.12A,
通过R2的电流为:I2===0.6A,
则干路的电流为:I′=I1+I2=0.12A+0.6A=0.72A,即乙图中电流表的示数为0.72A。
答:(1)R1的阻值为25Ω,R2的阻值为5Ω;
(2)乙图中电流表示数为0.72A。
16.【答案】(1)电源电压U为9V;
(2)此电路中流过电阻R2的电流为0.9A;
(3)电阻R2的阻值为10Ω。
【解答】解:(1)闭合开关S1,断开开关S2,电路中只有R1工作,
电流表A1的示数即为通过R1的电流,即I1=0.3A,
由I=可知,电源电压U=U1=I1R1=0.3A×30Ω=9V;
(2)闭合开关S1和S2,R1、R2并联,
电流表A1测量通过R1的电流I1=0.3A,电流表A2测量干路电流I=1.2A,
根据并联电路的电流特点可知,通过R2的电流I2=I﹣I1=1.2A﹣0.3A=0.9A;
(3)根据并联电路的电压特点可知,R2两端的电压U2=U=9V,
由I=可知,电阻R2的阻值R2===10Ω。
答:(1)电源电压U为9V;
(2)此电路中流过电阻R2的电流为0.9A;
(3)电阻R2的阻值为10Ω。
17.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)当滑片在a端时,滑动变阻器被短路,电阻R1两端的电压U=I1R1=0.6A×5Ω=3V;所以电源电压也为3V;
答:电源电压为3V。
(2)电阻R1两端的电压U1=U﹣U2=3V﹣2V=1V;电路电流I===0.2A;
滑动变阻器R2的最大阻值R2===10Ω;
答:滑动变阻器R2的最大阻值为10Ω。
18.【答案】(1)8;变大;
(2)680m/s。
【解答】解:(1)由图乙可知,飞机的飞行速度是340m/s时,Rx=8Ω;由图乙可知,随着飞行速度的减小,压敏电阻阻值变大,由串联电路的分压原理可知,此时压敏电阻两端的电压变大,因此电压表的示数变大;
(2)由图乙可知,飞行速度为1020m/s时,Rx的阻值为0,由欧姆定律可知,当电流表的示数为1.0A时R0的阻值:R0===12Ω;当电流表的示数为0.75A时电路中的总电阻:R'===16Ω;此时R的阻值:R'x=R'﹣R0=16Ω﹣12Ω=4Ω,由图乙可知,此时飞行速度为680m/s。
故答案为:
(1)8;变大;
(2)680m/s。
19.【答案】(1)6;
(2)电源电压为12V;
(3)滑动变阻器允许连入的最小阻值为18Ω。
【解答】解:(1)由图甲可知,灯泡L与滑动变阻器R串联接入电路,电流表测量电路中的电流,电压表测量灯泡两端的电压;
由图乙可知,当电压表的示数为3V时,电流表的示数为0.5A,灯泡的阻值为RL==6Ω;
(2)由图乙可知,当电压表的示数为6V时,电流表的示数为0.6A,即灯泡L两端的电压UL′=6V,
由图丙可知,当电流表示数为0.6A时,滑动变阻器接入电路的阻值为10Ω;
滑动变阻器两端的电压U滑=I滑R滑=0.6A×10Ω=6V,
串联电路总电压等于各部分电压之和,则电源电压U=UL′+U滑=6V+6V=12V;
(3)将电压表量程换为0~3V时,当电压表示数为3V时,由图乙可知,通过灯泡的电流为0.5A,
串联电路各处电流相等,所以通过滑动变阻器的电流是0.5A,
此时滑动变阻器两端的电压U滑″=U﹣UL″=12V﹣3V=9V,此时滑动变阻器接入电路中的最小阻值:R滑最小===18Ω。
答:(1)6;
(2)电源电压为12V;
(3)滑动变阻器允许连入的最小阻值为18Ω。
20.【答案】见试题解答内容
【解答】解:(1)由图象可知,当污染指数越大,可变电阻的阻值越小,
根据串联电路的分压特点可知,可变电阻分担的电压越小,
由串联电路电压的规律可知,定值电阻分担的电压越大,即电压表示数越大。
(2)由图象可知,污染指数为50时,可变电阻连入电路中的阻值为50Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,电路中的电流:
I===0.05A。
(3)电压表示数为1V时,电路中电流:
I===0.1A,
因串联电路中总电压等于各分电压之和,
所以,可变电阻两端电压:
U0=U﹣UR=3V﹣1V=2V,
由欧姆定律得,可变电阻连入电路中的阻值:
R0′===20Ω,
由图象可知,电阻为20Ω时,污染指数为150,属于重度污染。
答:(1)越大;
(2)污染指数为50时,电路中的电流为0.05A;
(3)通过计算说明电压表示数为1V时,属于重度污染。
21.【答案】(1)小于;机翼上方的空气流速大、压强较小,机翼下方的空气流速小、压强大;(2)②;(3)R两端的电压是4V;(5)增大电源电压。
【解答】解:
(1)机翼的上侧做成凸圆形状,而下侧成平面形状;空气通过机翼上表面的流速大,通过下表面的流速较小;因为机翼上方的空气流速大、压强较小,机翼下方的空气流速小、压强大,所以机翼受到一个向上的压强差,从而产生向上的升力;
(2)从图丙可知,R的阻值随飞行速度的增加而变小,当飞行速度增大时,根据串联分压特点可知R两端的电压变小,电源电压不变,根据串联分压特点可知R0两端的电压变大。要使电表示数能随飞行速度的增大而增大,则并且安装②的位置;
(3)当无人机飞行速度达到280km/h时,从图中可知R=10Ω,R、R0串联,
根据欧姆定律可知电路电流I===0.4A,
R两端的电压是:UR=IR=0.4A×10Ω=4V;
(4)由图可知,R和R0串联,由题意可知,时间久了,保护电阻R0的阻值会变大,为确保最大飞行速度不变,则R的阻值一定,由欧姆定律可知,增大电源电压可使电路中的电流保持不变,即为确保最大飞行速度不变,可采取的办法增大电源电压。
故答案为:(1)小于;机翼上方的空气流速大、压强较小,机翼下方的空气流速小、压强大;(2)②;(3)R两端的电压是4V;(5)增大电源电压。
22.【答案】(1)体重越大,压敏电阻R的阻值越小,电路的总电阻越小,则电路中的电流越大,由串联分压原理可知压敏电阻R两端的电压越小,定值电阻R0的电压越大,即电压表的示数越大,故电流表和电压表都可以作为显示屏;
(2)站在体重秤上人的重力为400N;
(3)减小电源电压。
【解答】解:由图甲可知,压敏电阻R与定值电阻R0串联,电流表测电路中的电流,电压表测定值电阻R0两端的电压;
(1)体重越大时,压敏电阻受到的压力越大,由图乙可知压敏电阻R的阻值越小,则电路的总电阻越小,电路中的电流越大,由串联分压原理可知压敏电阻R两端的电压越小,定值电阻R0的电压越大,即电压表的示数越大,故电流表和电压表都可以作为显示屏;
(2)当R0=20Ω,电压表的示数为U0=2V,此时电路中的电流:I=I0==0.1A,
压敏电阻两端的电压:U′=U﹣U0=6V﹣2V=4V,
此时压敏电阻的阻值:R==40Ω;
根据乙图可知,此时压力F=400N;根据压力的大小等于重力,则站在体重秤上人的重力为400N;
(3)保持体重秤的结构和电表量程不变,电压表量程0~3V,根据(1)可知电压表示数最大为3V时,所测体重最大(即所测体重最大时,R0的电压保持3V不变);要增大称量范围,即压敏电阻受到的压力更大,其阻值更小,由串联分压的规律可知此时压敏电阻分得的电压更小,根据串联电路的电压特点可知应减小电源电压。
答:(1)体重越大,压敏电阻R的阻值越小,电路的总电阻越小,则电路中的电流越大,由串联分压原理可知压敏电阻R两端的电压越小,定值电阻R0的电压越大,即电压表的示数越大,故电流表和电压表都可以作为显示屏;
(2)站在体重秤上人的重力为400N;
(3)减小电源电压。
23.【答案】(1)保护电路;
(2)变大;变小;
(3)电阻棒R接入电路的电阻为4Ω;
(4)该电子身高测量仪能测量的最大身高是182cm。
【解答】解:(1)由电路图可知,电阻R0在电路起保护电路的作用;
(2)由电路图可知,电压表测滑动变阻器两端电压,电流表测电路中的电流,
被测身者高增加时,滑动变阻器接入电路的长度增加,滑动变阻器接入电路的阻值变大,
串联电路总电阻等于各部分电阻之和,所以电路中的总电阻变大,根据欧姆定律可知电路中的电流变小,即电流表的示数变小,
根据U=IR可知定值电阻R1两端的电压变小,串联电路中总电压等于各分电压之和,所以滑动变阻器两端的电压变大,即电压表的示数变大;
(3)电流表示数为0.5A时,电路中的总电阻:R总===9Ω,
串联电路中总电阻等于各分电阻之和,此时电阻棒R接入电路的电阻:R=R总﹣R0=9Ω﹣5Ω=4Ω;
(4)当电压表的示数为3V,R0两端的电压:U0=U﹣UR=4.5V﹣3V=1.5V,
电路中的电流:I′===0.3A,
由于0.3A<0.6A,故此时身高测量仪测量的身高最大,电阻棒接入电路中的电阻最大,
最大为:R′===10Ω,
电阻棒离地面的高度:170cm﹣×4Ω=162cm,
该测量仪器能测量的最大高度:162cm+×30cm=182cm。
答:(1)保护电路;
(2)变大;变小;
(3)电阻棒R接入电路的电阻为4Ω;
(4)该电子身高测量仪能测量的最大身高是182cm。
24.【答案】(1)R0的阻值为20Ω。
(2)油量表的最小读数为0.3A。
(3)此油量表的刻度不均匀。
【解答】解:(1)由图可知,闭合开关,变阻器R和定值电阻R0串联,电流表测量电路中的电流。当油箱内油面高度最高时,R的滑片在最下端,R接入电路的阻值为零,电路相当于定值电阻R0的简单电路,此时油量表指针指在最大刻度处,即电流表的示数最大。
由电流表量程可知,最大电流为:I大=0.6A,
则R0的阻值:R0===20Ω;
(2)当油箱内没有油时,R的滑片在最上端,R的最大阻值与R0串联,此时油量表的读数最小,即电流表示数最小,根据串联电路的电阻特点和欧姆定律可得,
油量表的最小读数:I小===0.3A;
(3)当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点,
此时油量表的读数:I中===0.4A,
比较可知,读数为0.4A时,油量表的指针不在0.3~0.6A的中点,所以此油量表的刻度不均匀。
答:(1)R0的阻值为20Ω。
(2)油量表的最小读数为0.3A。
(3)此油量表的刻度不均匀。
25.【答案】见试题解答内容
【解答】解:
(1)由图乙可知,当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为150Ω;环境温度升高时,热敏电阻R1的阻值减小,根据串联电路的分压规律可知,其两端的电压减小,根据串联电路电压特点可知,R2两端的电压变大,即电压表示数将变大;
(2)环境温度为40℃时,根据电阻的串联特点可知:
R总=R0+R1=300Ω+200Ω=500Ω,
则I===0.008A,
由欧姆定律得:R0两端的电压:
U0=IR0=0.008A×300Ω=2.4V;
(3)由题意可知电压表示数允许最大值为3V,且此时电路能够测量的温度最高;
所以此时电路中的电流为:
I′===0.01A,
串联电路两端的电压等于各部分电路两端的电压之和,
所以U1′=U﹣U0′=4V﹣3V=1V,
由欧姆定律得,此时热敏电阻的阻值:
R1′===100Ω,
根据图b可查得热敏电阻的阻值为100Ω时对应温度为80℃,即最高温度为80℃。
答:(1)150Ω;变大;(2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是2.4V;(3)此电路所允许的最高环境温度是80℃。
26.【答案】(1)O、E;
(2)见解答图;
(3)此时电流表的示数是0.6A;
(4)由题意可知,优秀电动小车速度表与电门踏板踩下距离成正比,即电流与旋钮变阻器阻值成正比,而本设计中,I=,即电流与旋钮变阻器R2不成正比,故项目不能被评为优秀。
【解答】解:(1)驾驶员踩下“油门”,电动车加速运动,说明电路中电流变大,旋钮变阻器阻值减小,故旋钮变阻器接入电路的接线柱为O、E;
(2)当S1、S2分别接①和③时电动车前进,要求S1、S2分别接②和④时电动车后退,说明S1、S2分别接②和④时电动机中的电流方向改变,故电路设计如下图所示:

(3)R2是阻值为25Ω,长度为20cm的均匀电阻丝,因此踩下12cm时R2接入电路的阻值为R2=×25Ω=10Ω,
此时电路的总电阻为R总=R1+R2=5Ω+10Ω=15Ω,
则电路中的电流为:
I===0.6A;
(4)由题意可知,优秀电动小车速度表与电门踏板踩下距离成正比,即电流与旋钮变阻器阻值成正比,而本设计中,I=,即电流与旋钮变阻器R2不成正比,故项目不能被评为优秀。
答:(1)O、E;
(2)见解答图;
(3)此时电流表的示数是0.6A;
(4)由题意可知,优秀电动小车速度表与电门踏板踩下距离成正比,即电流与旋钮变阻器阻值成正比,而本设计中,I=,即电流与旋钮变阻器R2不成正比,故项目不能被评为优秀。
27.【答案】(1)0;
(2)该电子拉力计可测拉力的最大值300N;
(3)5分,电路中电流不变,电压与拉力成正比。
【解答】解:(1)甲根据电路图知,定值电阻与电阻丝的全部串联接入电路,电压表测量滑片以左部分的电压;当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,电压表被短路,示数为0;
(2)根据表格数据知,电阻丝AB总长为20厘米,对应的电阻是40Ω,
电路中的总电阻为R总=R1+RAB=10Ω+40Ω=50Ω;
电路中的电流I===0.1A,且保持不变;
当电压表示数为最大值时,UAP=3V;
RAP===30Ω,
对照表格数据知,此时AP的长度为15cm,
根据乙图知,此时的弹力是300N;该电子拉力计可测拉力的最大值300N;
(3)因为电路中的电流不变,电压与电阻成正比,而电阻与长度成正比,弹力与长度成正比,故拉力与电压成正比,符合A挡的要求,得5分。
答:(1)0;
(2)该电子拉力计可测拉力的最大值300N;
(3)5分,电路中电流不变,电压与拉力成正比。
28.【答案】(1)变大;(2)此水位计可测量的最高水位3m。
(3)方案2合理,因为电压表示数随着水位的升高而增大。
【解答】解:(1)当水位在允许的范围内上升时,滑片上移,接入电路的电阻变小,总电阻减小,根据欧姆定律知,电路中的电流变大。
(2)当水箱内水位为0.5米时,滑片P刚好在B处,向上移动,根据电流表量程为0~0.6A,最大电流为0.6A;
电路的总电阻R===20Ω;
根据串联电路的总电阻R=R0+Rp;
Rp=20Ω﹣16=4Ω,电阻丝AB长3米,阻值为24欧,下方24Ω﹣4Ω=20Ω没有接入电路,此时水面上升的高度为=2.5m,
此时的水位是0.5m+2.5m=3m;
(3)方案1中,电压表测量滑动变阻器上方的电压,电路中的电流不变,水位升高时,所测电阻的阻值减小,根据电流不变,U=IR知电压减小,不合理;
方案2中,电压表测量定值电阻的电压,水位升高,滑片上移,电阻减小,电流变大,定值电阻的电压U=IR0知,电压表示数变大,故合理。
故答案为:(1)变大;(2)此水位计可测量的最高水位3m。
(3)方案2合理,因为电压表示数随着水位的升高而增大。
29.【答案】(1)电流表的示数为1A;
(2)R2的阻值为5Ω;
(3)开S、S1、S2都闭合时,电压表、电流表的示数各为0V、2.5A。
【解答】解:(1)闭合开关S,断开S1、S2,R1、R2串联,R3断路,电流表测量电路电流,电压表测量R2两端的电压,电压表的示数为5V,
根据串联电路的电压特点可知,R1两端的电压U1=U﹣U2=15V﹣5V=10V,
根据欧姆定律可知,电流表的示数I===1A,
(2)根据欧姆定律可知R2的阻值R2===5Ω;
(3)开S、S1、S2都闭合时,R1、R3并联,R2和电压表短路,电流表测量电路电流,
电压表短路,则电压表的示数为0V,
根据欧姆定律可得,通过两电阻的电流:I1===1.5A,I3===1A,
根据并联电路的电流特点可得,电流表的示数IA=I1+I3=1.5A+1A=2.5A。
答:(1)电流表的示数为1A;
(2)R2的阻值为5Ω;
(3)开S、S1、S2都闭合时,电压表、电流表的示数各为0V、2.5A。
30.【答案】(1)该“垃圾样品”会被投入图乙中的可回收垃圾桶。
(2)A和B同学的建议都可行。
【解答】解:(1)检测电路中电压表示数为1V,根据欧姆定律可知电路的电流为I===0.1A,
垃圾样品电阻值R===5Ω<10Ω,
由表中数据可知,该“垃圾样品”会被投入图乙中的可回收垃圾桶;
(2)适当增大定值电阻R的阻值,由串联分压可知电压表的示数会变大;适当增大电源电压,可以增大电压表的示数,故A和B同学的建议都可行。
答:(1)该“垃圾样品”会被投入图乙中的可回收垃圾桶。
(2)A和B同学的建议都可行。
31.【答案】(1)40;(2)②④;
(3)②中R1的阻值为30Ω,R2的阻值为10Ω;④中R1的阻值为40Ω,R2的阻值为30Ω。
【解答】解:
(1)由I=可得,电流表接AB之间时电路的总电阻:
RAB===40Ω;
(2)由表格数据,RBC=30Ω,则:RAB>RBC,
若AB之间是由R1与R2串联组成,则BC之间只有一个电阻,且阻值为30Ω,
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和,
所以,另一个电阻的阻值为40Ω﹣30Ω=10Ω,
由R1>R2可知,BC间的电阻为R1,故①不符合、②符合;
若AB之间只有一个电阻组成,根据R1>R2、RAB>RBC可知,AB之间为R1,BC之间为R2,故③不符合、④符合;
(3)由(2)可知,②中R1的阻值为30Ω,R2的阻值为10Ω;
④中R1的阻值为40Ω,R2的阻值为30Ω。
答:(1)40;(2)②④;
(3)②中R1的阻值为30Ω,R2的阻值为10Ω;④中R1的阻值为40Ω,R2的阻值为30Ω。
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八年级上册 第四章 电路探秘 解答题专项突破
1.静电贴是近几年慢慢流行起来的产品,最普遍的就是智能手机的屏幕保护贴膜,还有一种是汽车前挡玻璃年检标志“静电贴”。那么静电贴靠静电吸附是真的吗?为此小明和小刚开展如下实验:
【实验步骤】
①把“静电贴”与验电器的金属球接触,观察箔片情况;
②小明取“静电贴”和普通塑料膜各一片,张贴在两片相同的玻璃片上,观察比较;
③小刚取两片相同的“静电贴”甲、乙,张贴在两片相同的玻璃片上,并把其中一块玻璃转移到玻璃钟罩内,并进行抽气,同时观察比较两块“静电贴”。
【实验分析】
(1)步骤①观察到箔片张开,说明   。
(2)小明实验时,需要观察比较   。
(3)你认为小明和小刚的实验方案哪个更合理?并说明理由   。
(4)如“静电贴”确实仅靠静电吸附,那么应得到的实验证据是   。
2.PM2.5是指大气中直径不大于2.51μm的颗粒悬浮物,能被肺泡吸收并进入血液,影响人体健康。某科研队伍成功研制出PM2.5净化器,其原理如图所示。闭合开关S1、S2后,风扇旋转吸入含有颗粒物空气,当颗粒物接近带有负电荷的光洁金属网C时会被快速吸引过来,这是因为带电体具有吸引   的性质;当颗粒物快速通过光洁金属网C后,会带上负电荷,然后被带有正电荷的棉芯D吸附住,这是因为   。
3.利用身边常见的物品可以做很多有趣的实验,图中是某老师利用细塑料丝、干燥餐巾纸和PVC塑料管做的“静电章鱼”实验,具体做法如下:用餐巾纸分别摩擦塑料丝和塑料管。将摩擦过的塑料丝拿着根部向上抛起,塑料管去靠近塑料丝,塑料丝像“章鱼张开爪”一样散开并悬停在空中。
塑料丝为什么会像“章鱼张开爪”一样散开并悬停在空中呢?请你解释这个现象(忽略空气的作用力)。
4.伏打电堆是世界上首个发电器,1800年由意大利人伏打发明。某同学尝试自制伏打电堆,他将五角硬币和一元硬币各10枚依次堆叠,用浸有食盐溶液的小纸片置于各硬币之间,如图所示。两枚硬币与中间的小纸片相当于一节干电池。
(1)电流表读数如图所示,经过灯泡的电流大小为    A。
(2)该电堆中各“电池”之间的连接方式为    。
(3)闭合开关,电流表正常工作,则伏打电堆中的一元硬币为    极。
5.如图所示,在一根横跨河流两岸的硬塑料管内穿有三根完全相同的电线。为了辨别哪两个线头为同一根导线的两端,可以用图示的测通器来测试,其操作过程如下:
(1)连接A和B,将测通器的m连接在D上。当n连接F时小灯泡发光,连接E时小灯泡不发光。由此可以确定    为同一导线的两端(填字母,下同)。
(2)为了弄清另两根导线的两端,可连接A和C,测通器的一端必须与    相连时,另一端只需接触一根导线就能将两根导线辨别开。
(3)某家庭装修时,穿过墙的一管内有三根相同颜色的线,由于水泥浇紧了,线拉不动,就不能确定哪两根头为同一根线了,请你用如图所示的测通器,用与上述(1)(2)不同的方法进行辨别。具体做法如下:让m与A相连,用n分别与D、E、F试触,观察    ,则可确定A与其中哪一线头为同一根。接着m与B相连,用n与D、E、F中余下的两端点试触,通过什么现象可以进行辨别。写出你的辨别方法。
6.如图所示是某同学设计的监测河水流速变化的装置原理图。机翼状的探头始终浸没在水中,通过连杆带动滑动变阻器的滑片P上下移动,电源电压保持不变。闭合开关S,当水流速度为v0时探头刚好处于图示位置静止,随着水流速度的改变,探头会发生上下浮动,电压表的示数也会发生相应的变化。试判断当水流速度增大时,电压表示数变化的具体情况并解释原因。
7.小乐利用如图甲所示的实验装置,探究电阻的大小与哪些因素有关。图乙中A为锰铜合金线,B、C、D为镍铬合金线,S表示横截面积。
(1)图甲中,小乐是通过    判断电阻大小。
(2)在探究电阻大小与导体横截面积的关系时,小乐应选择其中    两根合金线分别进行实验。
(3)若实验中只用锰铜合金线,可以探究导体电阻跟    的关系。
(4)实验会发现B和D两根合金线的电阻大小关系是RB  RD(填“大于”、“小于”或“等于”)。
8.材料的电阻与温度有关。进一步研究表明:在温度变化范围不太大时,电阻随温度的变化可以近似地表示为如下关系式:R=R0(1+αt)其中,R是温度为t时的电阻,R0是温度为0℃时的电阻,α称作电阻温度系数,单位是℃﹣1。下面列出了一些材料在0~120℃的电阻温度系数:
(1)从表格中可看出,随温度升高,碳棒的电阻将    (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(2)如图是R﹣t图象,其中表示金属电阻随温度变化的规律    (选填“A”或“B”)。
(3)在所列材料中,最适合做定值电阻的材料是    。
(4)有一根钨导线,在0℃时电阻为100Ω,则在100℃时的电阻大约为    Ω。
材料 α/℃﹣1
铝 0.0039
铜 0.00393
碳 ﹣0.0005
镍铬合金 0.000002
铁 0.005
锰铜合金 0.000006
钨 0.0045
9.小灯泡的I﹣U图象如图甲所示,将它与定值电阻R并联,如图乙所示,闭合开关S1电流表的示数为0.2A;再闭合开关S2,电流表示数变化了0.25A。求:
(1)电源电压。
(2)定值电阻的阻值。
10.如图所示,电阻R1的阻值为20Ω,当开关闭合时,电流表A的示数为0.6A,电流表A1的示数为0.2A。求:
(1)电源电压;
(2)通过电阻R2的电流;
(3)电阻R2的阻值。
11.如图所示,电源两端电压U保持不变,电阻R1的阻值为3Ω,电阻R2的阻值为9Ω。当开关S闭合时,电压表示数为3V。求:
(1)电流表的示数I;
(2)R2两端的电压U2;
(3)电源电压U。
12.如图所示电路,电源电压恒定,电阻R2=10Ω,闭合开关S、S2时,电流表示数为0.2A,电压表示数为1V。求:
(1)电源电压大小;
(2)S、S1、S2都闭合时,电流表的示数。
13.如图所示的电路中,电源电压恒为10V,电阻R1为5Ω。同时闭合开关S1、S2时,电流表的示数为2.5A。求:
(1)通过电阻R1的电流。
(2)电阻R2的阻值。
14.如图所示,R1=R2=30Ω,R3=15Ω,电源电压恒定。
(1)若只闭合开关S时,电流表的示数是0.1A,求此时总电阻;
(2)此电路电源电压是多少;
(3)当S、S1、S2都闭合时,电流表的示数是多少。
15.如图所示电路,电源电压保持不变,在甲图中,闭合开关S,电压表示数为2.5V,电流表示数为0.1A;乙图中,闭合开关S,电压表示数为3V。求:
(1)R1、R2的阻值分别为多大?
(2)乙图中的电流表示数为多大?
16.在如图所示的电路中,电源电压保持不变,电阻R1的阻值为30Ω,闭合开关S1,断开开关S2,电流表A1的示数为0.3A;闭合开关S1和S2,电流表A2的示数为1.2A.求:
(1)电源电压U。
(2)此电路中流过电阻R2的电流多大?
(3)电阻R2的阻值。
17.如图所示电路中定值电阻R1=5Ω,R2为滑动变阻器,电源电压保持不变。当滑片在a端时,电流表示数为0.6A,滑片在b端时电压表示数为2V.求:
(1)电源电压;
(2)滑动变阻器R2的最大阻值。
18.国产最新歼﹣10A机在空中飞行时,用飞机头部的空速管来测定飞机相对空气的速度。如图甲,空速管内有一个由压敏电阻Rx组成的传感器,Rx阻值随飞行速度的增大而减小,如图乙所示。
(1)当飞行速度为340m/s时,压敏电阻Rx的阻值为    Ω。随着飞行速度的减小,电压表的示数将    (填“变大”“不变”或“变小”)。
(2)当飞机在某一高度(气温一定)下飞行,传感器电源电压恒定为12v,当飞行速度达到1020m/s,电流表的示数为1A。求当电流表的示数0.75A时,飞机的飞行速度。
19.如图甲所示,电源电压保持不变,小灯泡L允许通过的最大电流为0.6A。滑动变阻器R的最大阻值为50Ω,电流表量程为“0~0.6A”,电压表量程为“0~15V”。闭合开关S,在保证电路安全的前提下,最大范围调节滑动变阻器的滑片P。分别绘制了电流表示数与电压表示数、电流表示数与滑动变阻器R连入电路阻值的变化关系如图乙、丙所示。
(1)当电压表示数为3V时,灯泡的阻值为    Ω。
(2)电源电压为多少?
(3)若将电压表量程换为0~3V,滑动变阻器允许连入的最小阻值为多少?
20.甲醛对人体的危害非常大,因此装修房屋时检测甲醛污染指数很重要。如图甲是一款甲醛检测仪的工作原理图。电源电压恒为3V,R是阻值为10Ω的定值电阻,R0为可以感知甲醛污染浓度的可变电阻,其阻值随甲醛污染指数的变化图象如图乙所示。当污染指数在50以下为轻度污染,50﹣100之间为中度污染,100以上为重度污染。问:
(1)由分析图甲和图乙可知当污染指数越大,电压表的示数   (填“越大”或者“越小”)。
(2)污染指数为50时,电路中的电流为多大?
(3)通过计算说明电压表示数为1V时,是否属于重度污染?
21.“翼龙”是我国自主研制的一种中低空、长航时、多用途无人机,可广泛应用于灾情监视、军事活动等研究领域。
(1)无人机外形上侧做成凸圆形状,下侧成平面形状,目的是使无人机飞行时机身上侧压强  下侧压强(选填“大于”、“等于”或“小于”),这是因为    。
(2)无人机限速器内部简化电路如图乙所示,其中保护电阻R0为定值电阻,R的阻值随飞行速度的变化图像如图丙所示,要使电压表示数能随飞行速度的增大而增大,则电压表应安装在电路中的  (选填“①”或“②”)的位置。
(3)若电源电压恒为12V,R0的阻值为20Ω,当无人机飞行速度达到280km/h时,R两端的电压是多少?
(4)时间久了,保护电阻R0的阻值会变大,在无法更换R0的前提下,为确保最大飞行速度不变,可采取的办法是    。
22.在学习了电路的相关知识后,某项目化学习小组制作了一个体重秤,图甲是其电路结构图,R0为定值电阻,秤盘下方的电阻R为压敏电阻,其阻值随所受压力大小的变化关系图像如图乙所示。已知电源电压为6V保持不变,电流表量程0~0.6A,电压表量程0~3V。
(1)现要将电表改装为体重显示屏,要求体重越大,电表示数越大。你会选择哪个电表进行改装,并说明选择理由。
(2)当R0=20欧,电压表的示数为2V,则站在体重秤上人的重力为多少牛?
(3)保持体重秤的结构和电表量程不变,若想增大称量范围,可采取的改进方法有    。
23.参加全国青少年创新大赛,小强运用电学知识设计了一个电子身高测量仪,如图所示。其中定值电阻R0=5Ω,电源电压恒为4.5V,R是固定的、竖直放置的硬电阻棒,总长为30cm,总电阻为15Ω,其接入电路的电阻与接入电路的棒长成正比,金属杆cd和MP右端P与电路接触良好。
(1)R0在电路中的作用是    。
(2)当被测身高增加时,电压表的示数  ,电流表的示数    。(选填:变大/变小/不变)
(3)小强身高为170cm,用该测量仪测量时,电流表示数为0.5A,此时电阻棒R接入电路的电阻为多少Ω?
(4)若电压表量程为0~3V,电流表量程为0~0.6A,为了保证电路各元件安全工作,该电子身高测量仪能测量的最大身高是多少cm?
24.如图是一种测定油箱内油面高度的装置。油量表是由量程为0﹣0.6A的电流表改装而成的,变阻器R的最大阻值为20Ω,从油量表指针所指的刻度,就可以知道油箱内油面的高度。已知电源电压为12V,当油箱内油面高度最高时,R的滑片在最下端,油量表指针指在最大刻度处;当油箱内没有油时,R的滑片在最上端,油量表的读数最小。当油箱内油面的高度降为最高油面一半时,滑片正好在R的中点。求:
(1)R0的阻值。
(2)油量表的最小读数。
(3)此油量表的刻度均匀吗?请根据计算加以说明。
25.亮亮设计了一个用电压表的示数变化反映的环境温度变化的电路,其电路原理图如图甲所示。其中,电源两端电压U=4V(恒定不变),电压表量程为0~3V,R0是定值电阻,R0=300Ω,R1是热敏电阻,其电阻环境温度变化的关系如图乙所示。闭合开关S后,求:
(1)当环境温度为60℃时,热敏电阻R1的阻值为   。环境温度升高时,电压表示数将   。
(2)当环境温度为40℃时,电压表的示数是多少?
(3)此电路所允许的最高环境温度是多少?
26.某项目化学习小组对新能源汽车非常感兴趣,他们在老师的指导下设计了如下评价量表,结合该评价量表,设计一款电动小车。
电动小车评价量表(节选)
评价指标 优秀 合格 待改进
指标一 小车能前进和后退 小车只能前进或后退 小车不能运动
指标二 车速随电门踏板踩下距离变大而变大 电门踏板踩下距离变大,但车速稳定不变 电门踏板踩下距离变大,但车速反而变小
指标三 速度表与电门踏板踩下距离成正比 速度表随电门踏板踩下距离变大而变大,但不成正比 速度表不随电门踏板踩下距离变大而变大
查阅资料:①改变电动机中的电流方向,可以使电动机顺转或反转
②电动机转动的速度可以由电流大小来控制
③可以将电流表改装成速度表
(1)【选材】图甲是电门踏板的工作原理示意图。利用旋钮变阻器实现对转速的控制,图中O、E、F为变阻器的三个接线柱。驾驶员踩下“电门”,电动车加速运动,则旋钮变阻器接入电路的接线柱为    (选填“E”、“F”、“O”)。
(2)【设计】图乙是项目化小组设计的实现电动车前进的电路图,当S1、S2分别接①和③时电动车前进;要求S1、S2分别接②和④时电动车后退,在图乙中补全电路。
(3)【调试】图丙是电动车前进时的简略电路图,电源电压为9伏,保护电阻R1为5欧,R2是阻值为25欧,长度为20厘米的均匀电阻丝。调试时,将踏板由图丙中所示的位置踩下12厘米,此时电流表的示数是多少。
(4)【评价】该项目能否被评为优秀,请说出你的理由。
27.某校开展自制电子拉力计设计项目化学习评比活动,其中部分评价量表如表所示:
评价指标 A档(5分) B档(3分) C档(1分)
指标一 (电表示数与待测拉力的相关性) 电表示数与待测拉力成正比 电表示数随待测拉力的增大而增大 电表示数不能随拉力的变化而变化
指标二 (电子拉力计的准确性) 误差不超5% 误差不超10% 误差超过10%
图甲为小科的电子拉力计方案设计,硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起(P与R1间的摩擦不计),拉环没施加外力时,滑片P指向a处。测量时,对拉环施加一定外力,滑片P向右移动x,弹簧弹力增加F,待滑片P稳定后闭合开关S,就能从已标注相应拉力值的电压表刻度盘上读出待测拉力大小。电源电压U恒为5V,定值电阻R0的阻值为10Ω,电压表量程为0﹣3V,粗细均匀的电阻丝R1总长为20cm,其阻值随长度变化如表所示。F与x的关系如图乙所示。
电阻丝R1阻值与长度变化关系
电阻丝的长度(cm) 0 5 10 15 20
电阻丝的阻值(Ω) 0 10 20 30 40
(1)当拉环不受拉力时,滑片P处于a端,闭合开关后电压表的读数为    V。
(2)求该电子拉力计可测拉力的最大值(写出计算过程)。
(3)结合评价量表,判断小科的方案设计在指标一能得多少分,并写出得分的依据。
28.农业上人们常从河流中抽水并储存于大水箱中(图甲),需要时将水放出用于灌溉。为了能及时补水,需实时了解水箱中的水位高度。小明利用所学电学知识设计了一款“水位计”(图乙)。将浮球置于水箱中,当水位上升时,横杆随滑块一起向上移动,电流表示数随之变化。其中电源电压U恒为12伏,定值电阻R0的阻值为16欧,粗细均匀的电阻丝AB长3米,阻值为24欧,电流表量程为0~0.6A。
(1)当水位在允许的范围内上升时,电流表示数将如何变化?   。
(2)当水箱内水位为0.5米时,滑片P刚好在B处,此时电流表示数为0.3A。请通过计算说明此水位计可测量的最高水位。
(3)若用电压表代替电流表,也能显示水位变化。电压表接入位置不同,显示效果也不同。小明设计了①、②两种方案如图丙所示,你认为哪种方案更合理?请说明理由:   。
29.如图所示的电路中,电源电压恒为15V,电阻R1、R3的阻值分别为10Ω、15Ω,闭合开关S,断开S1、S2,电压表的示数为5V,求:(要有电路分析)
(1)电流表的示数;
(2)R2的阻值;
(3)S、S1、S2都闭合时,电压表、电流表的示数各是多少?
30.某STEM小组同学展示了一款“垃圾分类机器人”(图甲),机器人的机械手捡起不同“垃圾样品”时,会通过手上的探针检测样品的电阻大小,机器人根据样品电阻大小识别并显示垃圾类别,投入到相应的垃圾桶(图乙)。检测电路如图丙,电源电压U为1.5伏,定值电阻R1阻值为10欧,电压表量程为0~3伏,“垃圾样品”电阻参考值如表。
垃圾类别 垃圾样品电阻值/Ω
可回收垃圾 <10
餐厨垃圾 10~30
有害垃圾 30~50
其他垃圾 >50
(1)机器人在某“垃圾样品”上取样检测时,检测电路中电压表示数为1伏,则该“垃圾样品”会被投入图乙中的哪个垃圾桶。(写出计算过程)
(2)检测时,根据电压表指针的偏转角度来判断垃圾样品的类别。老师提出:测量相同样品时,电压表的偏转角度应尽量大一些。对此两位同学分别提出了改进建议。A同学:增大定值电阻R1的阻值;B同学:增大电源电压。请对以上两项建议的可行性分别做出评价(需简述理由)。
31.如图所示,黑匣子上有A.B.C三个接线柱,内部只有一个电压恒为12V的电源和两个定值电阻R1,R2(R1>R2)电流表分别连接到接线柱AB,AC,BC时,电流表示数如下表所示:
实验序号 12 2 3
电流表位置 接AB之间 接AC之间 接BC之间
电流表示数/A 0.3 0 0.4
电路的总电阻/Ω 无法计算 30
(1)请将上表填写完整。
(2)下图所列的四个电路图,符合上述黑匣子内电路连接情况的有    (填数字序号)。
(3)R1和R2的阻值各为多少?
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