18届高三下期电表改装1.docx
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18届高三下期电表改装1
18届高三下期——电表改装
一.填空题(共11小题)
1.现有一量程未准确确定的电压表V1,刻度盘总共有N个小格、且刻度均匀,已知其量程在4.8﹣6.0V之间,内阻r1=15kΩ.为测定其准确量程U1,实验室提供了如下表所列的器材.要求方法简捷,尽可能减少误差,并能测出多组数据.
器材(代号)
规格
标准电压表V2
量程1.2V,内阻r2=3kΩ
滑动变阻器R
总阻值20Ω
稳压电源E
6V,内阻很小
开关S
单刀单掷
导线若干
①请你为该实验小组设计电路图,并在图中标出器材的符号,画在下面方框中,并将下列有关器材连成测量电路.
②若实验室中没有提供电压表V2,而提供如下器材:
电流表A,已知其量程为0.6A,内阻r=0.5Ω、定值电阻R0=10Ω.另有一同学设计了如图所示的甲、乙、丙三种电路图,你认为应该选择其中的
电路图进行测量.
③若选择②小题中正确的一组来计算电压表V1的量程U1,则电压表V1量程的表达式U1= ,式中各符号表示的物理量是:
.
2.有一内阻为30kΩ的直流电压表V,其刻度盘上所标示的数值模糊不清,但共有30个均匀小格的刻度线是清晰的,并已知量程约为25V~35V.为了测出电压表的量程,现有下列器材可供选用:
标准电压表V1:
量程3V,内阻3kΩ;
电流表A:
量程0﹣3A,内阻未知;
滑动变阻器R:
总阻值1kΩ;
电源E:
电动势30V,内阻不能忽略;
电键、导线若干
(1)要求测量多组数据,并有尽可能高的精确度,请选择所需要的器材并画出实验电路图.
(2)选用记录数据中任一组,写出计算量程的表达式Ug= .式中各字母的意义是:
.
(3)测出量程后便可以根据指针所指格数读取电压值了.某同学想通过上述电压表V测量一个多用电表中欧姆挡的内部电的电动势,他从多用电表刻度盘上读出电阻刻度中间值为30,将电压表V与选用“×1k”挡的多用电表直接相连,读出电压表的读数为U.实验过程中.一切操作都是正确的.则欧姆表电池的电动势表达式为E0= .
3.实际电流表有内阻,可等效为理想电流表与电阻的串联.测量实际电流表内阻的电路如图1所示.供选择的仪器如下:
①待测电流表(0~5mA,内阻约300Ω),②电流表(0~10mA,内阻约100Ω),③定值电阻(300Ω),④定值电阻(10Ω),⑤滑动变阻器(0~1000ΩΩ),⑥滑动变阻器(0~20ΩΩ),⑦干电池(1.5V),⑧电键S及导线若干.
(1)定值电阻应选 ,滑动变阻器应选 .(在横线里填写序号)
(2)用连线连接实物图2.
(3)补全实验步骤:
按电路图连接电路, ;闭合电键S,移动滑动触头至某一位置,记录 的读数;以为纵坐标,为横坐标,作出相应图线,如图3所示.
(4)根据图线的斜率及定值电阻,写出待测电流表内阻的表达式 .
4.在测定电阻的实验中,通常有半偏法,替代法:
(1)在测电流表内阻Rg的实验中,使用如图1所示的电路,当S2断开,S1闭合,且R1调到9900Ω时,电流表指针满偏转到0.2mA,再闭合S2,将R2调到90Ω时,电流表指针正好指在刻度盘中央,则电流表的内阻Rg= Ω.此值较Rg的真实值是 .(填偏大、偏小或相等)
(2)在用替代法测电阻的实验中,测量电路如图2所示,图中R是滑动变阻器,Rs是电阻箱,Rx是待测高值电阻,S2是单刀双掷开关,G是电流表.
①按电路原理图将图3(图中已连好4根导线)所示的器材连成测量电路.
②实验按以下步骤进行,并将正确答案填在题中横线上.
A.将滑动片P调至电路图中滑动变阻器的最下端,将电阻箱Rs调至最大,闭合开关S1,将开关S2拨向位置“1“,调节P的位置,使电流表指示某一合适的刻度IG.
B.再将开关S2拨向位置“2“,保持 位置不变,调节 ,使电流表指示的刻度仍为IG.
假设步骤B中使电流表指针指示的刻度为IG时电阻箱的阻值为R0,则Rx= .
5.
(1)用螺旋测微器测量一根电阻丝的直径,测量结果如图a其读数为 mm.
用游标为20分度的卡尺测量一工件的直径,测量结果如图b所示,此工件的直径为 mm•
(2)关于高中物理分组实验以下说法正确的是
A.验证平行四边形定则的实验中两个力的夹角越大越好
B.验证机械能守恒定律的实验中必须测出物体的质量
C.验证碰撞中的动量守恒实验中两球的大小必须相等
D.用单摆测重力加速度的实验要测出钢球的直径
E.研究平抛运动实验中斜槽的摩擦会增大测量的误差
(3)在完成将灵敏电流表改装成电压表的实验中:
甲同学要把一个量程为100μA的灵敏电流表G,改装成量程是3V的电压表.
①他按图l所示电路、用半偏法测定电流表G的内电阻rg,为使rg的测量值尽量准确,在以下器材中,电源E应选用 ,
电阻器R2应选用 (选填器材前的字母)
A.电源(1.5V)B.电源(4.5V)
C.电阻箱(0~999.9Ω)
D.滑动变阻器(0~2000Ω)
E.电位器(一种可变电阻,与滑动变阻器相当)(0~5kΩ)
F.电位器(0~50kΩ)
②该同学按实验步骤完成实验后,若所得的R1的阻值为200.0Ω,则图l中被测电流计G的内阻rg的测量值为 Ω.
③给电流计G 联(选填“串”或“并”)一个阻值为 kΩ的电阻,就可以将该电流计G改装为量程3V的电压表.
④最后,该同学将一标准表和改装表进行校对,请在图2中补充完成该校对电路的实物连线.
⑤若乙同学在测电流计G的内阻时,对半偏法进行了少许改动,调节R2使G满偏后,闭合S1调节R1使电流表指针指到满量程的五分之四,最终计算得电流计内阻为201.2Ω,试分析哪位同学的测量结果更接近电流计内阻的真实值 (填“甲”或“乙”)
6.利用如图所示电路测量一量程为300mV的电压表的内阻RV,RV约为300Ω.
(1)请补充完整某同学的实验步骤:
①按电路图正确连接好电路,把滑动变阻器R的滑片P滑到 (填“a”或“b”)端,闭合开关S2,并将电阻箱R0的阻值调到较大;
②闭合开关S1,调节滑动变阻器滑片的位置,使电压表的指针指到满刻度;
③保持开关S1闭合和滑动变阻器滑片P的位置不变,断开开关S2,调整电阻箱R0的阻值大小,使电压表的指针指到满刻度的 ;读出此时电阻箱R0的阻值,即等于电压表内阻RV.
(2)实验所提供的器材除待测电压表、电阻箱(最大阻值999.9Ω)、电池(电动势约1.5V,内阻可忽略不计)、导线和开关之外,还有如下可供选择的实验器材:
A.滑动变阻器(最大阻值150Ω)B.滑动变阻器(最大阻值50Ω)
为了使测量比较精确,从可供选择的实验器材中,滑动变阻器R应选用 (填序号).
(3)对于上述测量方法,从实验原理分析可知,在测量无误的情况下,实际测出的电压表内阻的测量值R测 (填“大于”、“小于”或“等于”)真实值RV;且在其他条件不变的情况下,若R越大,其测量值R测的误差就越 (填“大”或“小”).
7.
(1)以下有关高中物理实验的一些描述中哪个选项是正确的是
A.在“验证力的平行四边形定则”实验中拉橡皮筋的细绳要稍长,并且实验时要使弹簧与木板平面平行.
B.在“用单摆测定重力加速度”实验中如果摆长测量无误,测得的g值偏小,其原因可能是在数全振动的次数时,将49次全振动错误的当作50次处理.
C.在“验证机械守恒定律”的实验中需要用天平测物体的质量.
(2)某电流表mA的量程为I0=50mA,内阻为r0=50Ω,其表盘刻度线已模糊不清,要重新通过测量来刻画出从零到满刻度的刻度值,有下列器材:
A.待测电流表mA
B.6V直流电源E
C.“0~10Ω,1A”标准变阻器R1
D.“0~100Ω,50mA”滑动变阻器R2
E.“0.6A,0.5Ω”标准电流表A1
F.“3A,0.01Ω”标准电流表A2
G.5Ω定值电阻R3
H.20Ω定值电阻R4
I.开关及导线若干
①应选用的器材有 (只需填写所选器材序号)
②在虚线框内画出实验电路图.
③待测电流表的电流刻度值的表达式I= .式中各物理量所表示的意义分别为 .
8.
(1)某同学用图1所示装置做“验证牛顿第二定律”实验.①该同学从打出的纸带上比较清晰的点迹起,每5个点迹取一个计数点(即相邻的两个计数点间都有4个未画出的点迹),标出了A、B、C、D四个计数点,各计数点之间的距离如图2甲所示.已知打点计时器打点的时间间隔为0.020s,则实验中该小车的加速度a= m/s2.(结果保留两位有效数字)
②该同学选用质量不同的A、B两小车分别做实验,根据实验数据画出了图2乙所示的两条a﹣F图线,根据图线可知A车的质量 B车的质量.(选填“大于”或“小于”)
(2)某同学欲将量程为200μA的电流表改装成电压表,他采用如图3所示的实验电路测量该电流表的内阻(约200Ω),根据实验电路,请回答下列问题.
①有如下的主要实验器材供选择:
A.电阻箱(阻值范围0﹣999.9Ω)B.电阻箱(阻值范围0﹣99999.9Ω)
C.电源(电动势6.0V,内阻约0.30Ω)D.电源(电动势12V,内阻约0.60Ω)
E.电源(电动势50V,内阻约2.0Ω)
为减小实验误差,可变电阻R1应选择 ,电源应选择 .(填字母代号)
②该同学主要实验步骤依次是:
A.按电路图连接好电路,并使两个开关处于断开状态;B.将R1的阻值调到最大;C.闭合S1;
D.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度;E.闭合S2;
F.调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半;G.记下的R2阻值.
上述实验步骤中,错误的步骤是 .(填字母代号)
③如果按正确步骤测得电流表的内阻为190Ω,要将此表改装成量程为2.0V的电压表,应选一个阻值为 Ω的电阻与电流表串联.
④用标准的电压表对改装的电压表V进行校准,发现测量同一电压值时,改装电压表的示数总比标准表的示数小,则应该适当地将与电流表串联的电阻调 一些.(选填“大”或“小”)
9.
(1)游标卡尺的示数如图1所示,两量爪间狭缝的宽度为 mm.用激光照射该狭缝,在屏上出现条纹,如果稍稍增大狭缝的宽度,条纹的间距将变 .
(2)将现有小量程电流表改装(扩大量程),可供选择的器材如下:
标准电流表A1与待改装电流表A2的规格均为量程0~500μA,内阻约为500Ω;滑动变阻器R(阻值0~100Ω,额定电流1.0A);定值电阻R1(阻值约为100Ω);电阻箱R2(阻值为0~999.9Ω);开关、导线若干.
1测量电流表A2的内阻
按如图2电路测量A2的内阻,以下给出了实验中必要的操作.
A.断开S1
B.闭合S1、S2
C.按图连接线路,将滑动变阻器R的滑片调至最左端,R2调至最大
D.调节R2,使A1的示数为I1,记录R2的值.
E.断开S2,闭合S3
F.调节滑动变阻器R,使A1、A2的指针偏转适中,记录A1的示数I1
请按合理顺序排列实验步骤并将相应步骤前的字母填在横线上:
.
②电流表的内阻为 (用已知量的符号表示.)
③将电流表A2的量程扩大:
如果②中测出A2的内阻为468.0Ω,现用电阻箱R2将A2改装成量程为20mA的电流表A,应把R2设为 Ω与A2并联,改装后电流表A的内阻RA为 Ω.
④将改装后的表接入一个电路,指针位置如图3所示,则该表测出的电流为 mA
10.(Ⅰ)甲、乙、丙三位同学在使用不同的游标卡尺测量同一个物体的长度时,分别测量的结果如下:
甲同学:
使用游标为50分度的卡尺,读数为12.045cm
乙同学:
使用游标为10分度的卡尺,读数为12.04cm
丙同学:
使用游标为20分度的卡尺,读数为12.045cm
从这些实验数据中可以看出读数肯定有错误的是 同学
(Ⅱ)现有一表头,满偏电流Ig=500μA,内阻Rg=200Ω,用它作多用电表的表头,要求多用电表具有下列各项量程:
①0~1mA的直流电流档;
②0~10mA的直流电流档;
③0~50V的直流电压档;
④0~500V的直流电压档;
⑤内阻为1.5kΩ的欧姆档;
给你5个不同阻值的电阻及连接用导线,一节干电池(内阻不计),一个单刀多掷转换开关.试简单设计此多用电表内部电路结构,画出内部结构电路图,并计算出连入电路电阻的阻值(不要求计算过程).
11.[1]如图1所示是用螺旋测微器测量一个小钢球的直径的示数,此读数应是 .
[2]在“验证机械能守恒定律”的实验中,已知打点计时器所用电源的频率为50Hz,查得当地的重力加速度g=9.8m/s2,测得所用重物的质量为1.00kg.实验中得到一条点迹清晰的纸带,如图2所示.把第一个点记作O,另选连续的4个点A、B、C、D作为测量点,经测量知道A、B、C、D各点到O点的距离分别为62.99cm、70.18cm、77.76cm、(85.73cm.根据以上数据,可知重物由O点运动到C点时重力势能的减少量等于 J,动能的增加量等于 J.(取三位有效数字)
[3]将满偏电流Ig=300μA、内阻未知的电流表
改装成电压表并进行核对.
(1)利用如下图所示的电路测量电流表
的内阻(图中电源的电动势E=4V):
先闭合S1,调节R,使电流表指针偏转到满刻度;再闭合S2,保持R不变,调节R′,使电流表指针偏转到满刻度的
,读出此时R′的阻值为200Ω,则电流表内阻的测量值Rg= Ω.
(2)将该表改装成量程为3V的电压表,需 (填“串联”或“并联”)阻值为R0= Ω的电阻.
(3)把改装好的电压表与标准电压表进行核对,试在答题卡上画出实验电路图和实物连接图.
二.解答题(共39小题)
12.要组装一个单量程的欧姆表,所给电池的电动势为1.5V,内阻可忽略不计,其他可供选择的主要器材有:
电流表A1(量程0~100μA,内阻1500Ω);
电流表A2(量程0~1mA,内阻1000Ω);
变阻器R1(阻值范围0~300Ω);
变阻器R2(阻值范围0~800Ω);
(1)在图1方框内画出组装欧姆表的电路图;
(2)在组装时,电流表选用 (用代号表示),变阻器选用 (用代号表示).
(3)在上面组装的单量程欧姆表中,如电流表的表盘刻度分为四等分,如图所示.其中A为电流表的零刻度,作为单量程欧姆表,刻度E表示的阻值为 欧姆,刻度C表示的阻值为 欧姆.
13.研究性学习小组围绕一个量程为30mA的电流计展开探究.
(1)为测量该电流计的内阻,同学甲设计了如图(a)所示电路.图中电源电动势未知,内阻不计.闭合开关,将电阻箱阻值调到20Ω时,电流计恰好满偏;将电阻箱阻值调到95Ω时,电流计指针指在如图(b)所示位置,则电流计的读数为 mA.由以上数据可得电流计的内阻Rg= Ω.
(2)同学乙将甲设计的电路稍作改变,在电流计两端接上两个表笔,如图(c)所示,设计出一个简易的欧姆表,并将表盘的电流刻度转换为电阻刻度:
闭合开关,将两表笔断开,调节电阻箱,使指针指在“30mA”处,此处刻度应标阻值为 Ω(填“0”或“∞”);再保持电阻箱阻值不变,在两表笔间接不同阻值的已知电阻找出对应的电流刻度.则“10mA”处对应表笔间电阻阻值为 Ω.
(3)若该欧姆表使用一段时间后,电池内阻变大不能忽略,电动势不变,但将两表笔断开,指针仍能满偏,按正确使用方法再进行测量,其测量结果与原结果相比将 (填“变大”、“变小”或“不变”).
14.一位同学想将一个量程约为5V(有清晰刻度但没有示数)、内电阻约为10kΩ的伏特表Vx改装成一个量程为15V的伏特表,可以使用的实验器材如下:
A.电源(电动势约15V,内电阻小于2Ω)
B.标准电压表(量程为15V,内电阻约30kΩ)
C.电阻箱(阻值范围0~9999.19Ω)
D.电阻箱(阻值范围0~99999.9Ω)
E.滑动变阻器(阻值为0~20Ω)
F.滑动变阻器(阻值为0~20kΩ)
G.电键S和导线若干
为了正确改装,需要测量出伏特表Vx的量程和内电阻,该同学的实验操作过程为:
(1)将实验仪器按图甲所示电路连接,电阻箱R1应选 ,滑动变阻器R0应选 (用仪器前的字母序号表示);
(2)将电阻箱R1阻值调至最大,将滑动变阻器的滑片P移至滑动变阻器的接近右端处,闭合电键S;接着调节电阻箱R1直至伏特表Vx满偏,记录此时电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U;
(3)向左移动滑片P至滑动变阻器的另一位置,再次调节电阻箱R1直至伏特表Vx满偏,记录此时电阻箱的阻值和标准电压表V0的示数;
(4)重复步骤(3)3~5次;
(5)该同学将实验中记录的各组电阻箱的阻值R和标准电压表V0的示数U的数据在U﹣R图中正确地描好点(如图乙),请你在图中完成U﹣R图线.
(6)根据图线可以求得伏特表Vx的量程为 V,内阻为 Ω.将伏特表Vx与一个阻值为 Ω的电阻串联就可以组成量程为15V的伏特表.
15.把电流表改装成电压表的实验中,所用电流表G的满电流Ig为200µA,内阻估计在400~600Ω之间.
(1)按图示电路测定电流表G的内阻,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:
A.电阻箱(阻值范围0~999Ω)
B.电阻箱(阻值范围0~99999Ω)
C.电源(电动势6V,内阻0.3Ω)
D.电源(电动势12V,内阻0.6Ω)
按实验要求,R最好选用 ;R′最好选用 ;E最好选用 (填入选用器材的字母代号)
(2)现已按电路图正确连接好电路,将R的阻值调至最大,闭合开关K1,接下来的实验步骤由你完成.请你从下列选项中选出必要的步骤并正确排序
a.记下R′的阻值
b.调节R的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度
c.闭合K2,调节R和R′的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
d.闭合K2,保持R不变,调节R′的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半
(3)如果按正确操作步骤测得R′的阻值为500Ω,则Rg的阻值大小为 (填写字母代号)
A.250ΩB.500ΩC.750ΩD.1000Ω
(4)为把此电流表G改装成量程为2.0V的电压表,应选一个阻值为﹣﹣Ω的电阻与此电流表串联.
16.实验室配备的电压表的内阻其实并非很大.现在设计测定量程为3V的电压表内阻的精确值(内阻约为2kΩ),可以把它等效为一个理想电压表和一个定值电阻的并联,实验室中提供的器材有:
电阻箱R(最大电阻为9999.9Ω),定值电阻r1=5kΩ,定值电阻r2=10kΩ,电源E(电动势约为12V、内阻不计),开关、导线若干.
设计的实验电路如图所示,先将电阻箱R的阻值调到最大,连接好实物电路;然后闭合开关,调节电阻箱R的阻值,使得电压表的指针刚好半偏,记下此时电阻箱的阻值R1;再次调节电阻箱R的阻值,使电压表的指针刚好满偏,记下此时电阻箱的阻值R2.
(1)实验中选用的定值电阻是 ;
(2)由上述的实验过程分析可得电压表内阻RV的表达式为RV= .(请用字母R1、R2和r表示)
(3)若实验中使用的电源E的内阻并不为零,则该实验测得的电压表内阻RV的值与真实值相比将
(A)偏小(B)不变(C)偏大(D)不能确定,要视电压表内阻的大小而定.
17.实验室有一电流表A0,满偏电流为800µA、内阻R0为100Ω.
①现要把它改装成量程为3V的电压表,应 (填“串”或“并”)联一个阻值为 Ω的电阻
②假设该电流表表盘满偏电流值模糊不清,只知满偏电流约为700µA﹣800µA,内阻R0为100Ω,而表盘刻度依然清晰,总格数为N,且刻度均匀.
现有以下可供选用的器材,要求尽可能精确地测量出该电流表的满偏电流.
电流表A:
量程0.6A、内阻RA约为0.1Ω
电压表V:
量程3V、内阻RV=3kΩ
滑动变阻器R:
最大阻值200Ω
电源E:
电动势E为3V、内阻r约为1.5Ω
开关S一个及导线若干
I、某同学根据上述器材设计出了如图四种电路,你认为最合理的是
II、根据选择电路进行实验,测出多组数据,其中一组数据中待测电流表A0的指针转了n格,可算出满偏电流IAmax= .(结果用题中物理量符号表示;测量中若使用电压表V,读数用U表示;若使用电流表A,读数用I表示)
18.
(1)探究小车加速度与合力、质量关系的实验装置如图甲所示:
①若要探究小车加速度与合力的关系,应保持 不变,分别改变施加在小车上的拉力F,测出相对应的加速度a
②把附有滑轮的长木板右端垫高,在没有拉力作用时,让小车拖着纸带以一定的初速度沿木板运动,打点计时器在纸带上打出一系列计时点,如果相邻计时点间距 ,就说明摩擦力和小车重力沿木板向下的分力平衡;
③下列实验操作,正确的是 (填选项序号字母
A.实验前,将接好纸带的小车停在靠近打点计时器处
B.实验前,将接好纸带的小车停在靠近滑轮处
C.先接通电源,再使纸带运动
D.先使纸带运动,再接通电源
④实验中使用50Hz交流电源,在打出的纸带上选择5个计数点A、B、C、D、,A点、E点到C点的距离如图乙所示,则纸带的加速度以a= m/s2.
某学习小组的同学欲测出一只有刻度无示数的电流表的内阻和满偏电流.
①他们先用欧姆表“×10”档粗测电流表内阻,指针稳定时如图所示,其示数为 Ω保留两位有效数字)
②接着他们利用下列器材进行测量.要求:
测量精度尽可能高,电表读数变化范围尽可能大,滑动变阻器调节范围尽量大.
待测电流表A1:
量程1mA左右,共有N格;
电流表A2:
量程10mA,内阻r2=10Ω;
电流表A3:
量程10mA,内阻9Ω左右;
滑动变阻器R1:
最大阻值5Ω,额定电流2A;
定值电阻R2=120Ω;
E:
电动势约为5V,内阻约1Ω;
开关S﹣个,导线若干.
a.在答题卡对应的方框内画出你帮他们设计的电路图并标明所选器材的代码;
b.若A2、A3表的示数分别为I2、I3时,电流表A1偏转了N1格,则A1表的内阻为 满偏电流为 .(结果用I2、I3、N1、N2、r2表示)
19.实验室中有一量程不准确的电压表V1,某课外探究小组为了测量该电压表的实际量程UM设计了图甲所示的电路.所用器材有:
量程不准的电压表V1,量程标称为0〜15V,内阻r1=20.0kΩ;
标准电压表V2,量程0〜3V,内阻r2=2.5kΩ;
标准电阻R2,阻值13.0kΩ;
滑动变阻器R1,总电阻为200.0Ω
电源电动势E=20.0V,内阻很小;
开关S;导线若干.
根据图甲和探究小组内A、B两位同学的操作过程,请你回答:
(1)A同学闭合开关S后,调节滑动变阻器的滑动端,使电压表V1满偏,读出此时电压表V2的示数为U2,计算出V1的量程表达式为Um= .(用题中所给字母表示)
(2)B同学测量时,V1并未调到满偏,两电压表的示数如图乙所示,从图中读出V1的示数U1= V,V2的示数U2= V;由读出的数据计算出Um= V.(计算结果保留3位有效数字)
20.现有一满偏电流为50uA、内阻约为800~850Ω的59C2型小量程电流表G(表头),另外可供选择的器材有:
A.电压表V(量程3V,内阻约为20kQ)
B.电流表A1(量程200μA.内阻约为500Ω)
C.电流表A2(量程0.6A,内阻约为3Ω)
D.定值电阻
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