恒定电流高考试题分类..pdf

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1、恒定电流 一、选择题 1(09 年天津卷3).为探究小灯泡L 的伏安特性,连好图示的电路后闭合开关, 通过移动变阻器的滑片,使小灯泡中的电流由零开始逐渐增大,直到小灯泡正 常发光。由电流表和电压表得到的多组读数描绘出的U-I 图象应是 答案 :C 解析 : 灯丝电阻随电压的增大而增大,在图像上某点到原点连线的斜率应越来越大。C正确。 2(09 年广东物理10)如图所示,电动势为E、内阻不计的电源与三个灯泡和三个电阻相 接。只合上开关S1,三个灯泡都能正常工作。如果再合上S2,则下列表述正确的是 A电源输出功率减小BL1上消耗的功率增大 C通过 R1上的电流增大 D通过 R3上的电流增大 答案

2、:C 解析 :在合上 S2之前,三灯泡都能正常工作,合上S2之后,电路中的总电阻R总减小,则 I 总增大, 即流过 R1的电流增大, 由于不及内阻,电源的输出功率P出=EI,可见电源的输出功 率增大, A 错误; R1两端的电压增大,则并联部分的电压减小,I4减小, I2减小, I1减小, 可见 C 正确。 3(09 年上海卷5) 为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置: 只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动。 如果规定: 车门关紧时为 “1”,未关紧时为 “0”; 当输出信号为“1”时,汽车可以正常启动行驶,当输出信号为“0”时,汽车不能启动。能 正确表示该控制装置工作原

3、理的逻辑门是 A与门B或门C非门D与非门 答案 :A 4(09 年江苏物理5)在如图所示的闪光灯电路中,电源的电 动势为E,电容器的电容为C。当闪光灯两端电压达到击穿电 压U时,闪光灯才有电流通过并发光,正常工作时,闪光灯周 期性短暂闪光,则可以判定 A电源的电动势E一定小于击穿电压U B电容器所带的最大电荷量一定为CE C闪光灯闪光时,电容器所带的电荷量一定增大 D在一个闪光周期内,通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的电荷量一定相等 答案 :D 解析 : 理解此电路的工作过程是解决本题的关键。电容器两端的电压与闪光灯两端的电压相 等,当电源给电容器充电,达到闪光灯击穿电压U 时,闪光灯被击穿,电

4、容器放电,放电 后闪光灯两端电压小于U,断路,电源再次给电容器充电,达到电压U 时,闪光灯又被击 穿,电容器放电,如此周期性充放电,使得闪光灯周期性短暂闪光。要使得充电后达到电压 U,则电源电动势一定大于等于U,A 项错误;电容器两端的最大电压为U,故电容器所带 的最大电荷量为CU,B 项错误;闪光灯闪光时电容器放电,所带电荷量减少,C 项错误; 充电时电荷通过R,通过闪光灯放电, 故充放电过程中通过电阻R的电荷量与通过闪光灯的 电荷量一定相等,D 项正确。 5(09 年重庆卷18).某实物投影机有10 个相同的强光灯L1L10(24V/200W) 和 10 个相同的 指示灯 X1X10(22

5、0V/2W), 将其连接在 220V 交流电源上,电路见题18 图,若工作一段时间 后, L2灯丝烧断,则, A. X1的功率减小, L1 的功率增大。 B. X1的功率增大, L1的功率增大 C, X2功率增大,其它指示灯的功率减小 D. X2功率减小,其它指示灯的功率增大 答案 :C 6(09 年四川卷17). 如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数 比为10:1,R120 ,R230 ,C 为电容器。已知通过R1 的正弦交流电如图乙所示,则 A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为2002 V C.电阻 R2的电功率约为6.67 W D.通过 R3的电流始终为零 答

6、案 :C 解析 :根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同,周期为0.02s 、频率为50 赫兹, A 错。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im1A、根据欧姆定律可知其最大电压为 Um20V,再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V、 B错;因为电容器有通交流、阻直流的作用,则有电流通过R3和电容器, D错;根据正弦交 流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I m1 2 I 2 R R 、 电压有效值 为 UUm/2V,电阻 R2的电功率为P2UI 20 3 W 、C对。 7(09 年广东理科基础5) 导体的电阻是导体本身的一种性

7、质,对于同种材料的导体,下 列表述正确的是 A横截面积一定,电阻与导体的长度成正比 B长度一定,电阻与导体的横截面积成正比 C电压一定,电阻与通过导体的电流成正比 D电流一定,电阻与导体两端的电压成反比 答案 :A 解析 :对于同中材料的物体,电阻率是个定值,根据电阻定律 s l R可知 A 正确。 8(09 年广东理科基础14)如图所示是一实验电路图,在滑动触头由a 端滑向 b 端的过程 中,下列表述正确的是 A路端电压变小 B电流表的示数变大 C电源内阻消耗的功率变小 D电路的总电阻变大 答案 :A 解析 : 当滑片向b 端滑动时, 接入电路中的电阻减少,使得总电阻减小D 错;根据 总 R

8、 E I, 可知总电流在增加,根据闭合电路中的欧姆定律有 外UIrE ,可知路端电压在减小,A 对;流过电流表的示数为 3 R U I 外 ,可知电流在减小,B 错;根据rIP 2 ,可知内阻消耗 的功率在增大,C 错。 9(09 年福建卷16).一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。 已知发电机线圈内阻为5.0,则外接一只电阻为95.0的灯泡,如图乙所示,则 A电压表v的示数为220v B电路中的电流方向每秒钟改变50 次 C灯泡实际消耗的功率为484w D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J 答案 :D 解析 :电压表示数为灯泡两端电压的有效值, 由图像知电

9、动势的最大值Em=2220V,有效 值E=220V,灯泡两端电压V rR RE U209,A错;由图像知T=0.02S,一个周期内电 流方向变化两次,可知1s 内电流方向变化100 次, B错;灯泡的实际功率 459.8WW 95 209 R U P 22 ,C 错;电流的有效值A rR E I2 .2,发电机线圈内阻每秒钟 产生的焦耳热为JJrtIQr 2.24152.2 22 ,D对。 二、非选择题 10(09 年上海物理11)如图为某报警装置示意图, 该报警装置在一扇门、两扇窗上各装有一个联动开 关,门、窗未关上时,开关不闭合,只要有一个开关 未闭合, 报警器就会报警。该报警装置中用了两

10、个串 联的逻辑电路, 虚线框甲内应选用_门电路, 虚线框乙内应选用_门电路(填与、非、或)。 答案 :或,或 解析 :题意只要有一个开关未闭合,报警器就会报警,结合或门的特点因此虚线框甲内应选 用或门;虚线框乙内应选用或门。 11( 09 年上海物理14)图示电路中, R112 ,R26,滑动 变阻器R3上标有 “20 ,2A”字样,理想电压表的量程有0-3V 和 0-15V 两档,理想电流表的量程有0-0.6A 和 0-3A 两档。闭合电键 S,将滑片 P 从最左端向右移动到某位置时,电压表、 电流表示数 分别为2.5V 和 0.3A;继续向右移动滑片P 到另一位置,电压表指针指在满偏的1/

11、3,电流 表指针指在满偏的1/4, 则此时电流表示数为_A , 该电源的电动势为_V。 答案: 0.15,7.5 解析:由 于题意当“继续向右移动滑片P 到另一位置”电压表示数一定大于2.5V,电流表 示数一定小于0.3A,再结合电压表指针指在满偏的1/3,电流表指针指在满偏的1/4,可知 电压表的量程为0-15V,电流表的量程为0-0.6A,因此当滑片滑到下一位置是电流表的实数 为 1 0.60.15 4 IAA;电压表的示数为5V;由串并联电路规律得: 2 0.3 126I, 得 2 0.6IA, 由 闭 合 电 路 欧 姆 定 律 得(0.30.6)2.50.3 12rE; 同 理 :

12、2 0.15 126I,得 2 0.3IA,由闭合电路欧姆定律(0.150.3)50.15 12rE以 上各式联立解得:7.5EV。 12(09 年全国卷 24).(15 分) 材料的电阻率 随温度变化的规律为0(1+at),其中 称 为电阻温度系数, 0是材料在t=0 时的电阻率.在一定的温度范围内 是与温度无关的常 数。金属的电阻一般随温度的增加而增加,具有正温度系数;而某些非金属如碳等则相反, 具有负温数系数.利用具有正负温度系数的两种材料的互补特性,可制成阻值在一定温度范 围内不随温度变化的电阻.已知:在0 时,铜的电阻率为1.710 8 ?m,碳的电阻率为 3.510 -5?m,附近

13、,在 0 时, .铜的电阻温度系数为3.910 3 -1,碳的电阻温度系数为 S R1 A R3 R2 V -5.010 -4 -1.将横截面积相同的碳棒与铜棒串接成长 1.0 m 的导体,要求其电阻在0 附近 不随温度变化,求所需碳棒的长度(忽略碳棒和铜棒的尺寸随温度的变化)。 0.0038m 解析 :设碳棒的长度为X, 则铜棒的电阻为 s x t s x R o )1( )1( )1 ( 1111 , 碳棒的电 阻 s x t s x R o )1( 2222 , 要 使 得 在0 0c 附 近 总 电 阻 不 随 温 度 变 化 , 则 有 定值 21 RR, 则有式中t 的系数必须为零

14、, 即有 x0.0038m。 (09 年全国卷) 17. 图为测量某电源电动势和内阻时得到的U-I 图线。用此电源与三个阻值均为3的电阻连接成电路,测得路端电 压为 4.8V。则该电路可能为 答案: B 解析 :本题考查测电源的电动势和内阻的实验. 由测量某电源电动势和内阻时得到的U-I 图 线可知该电源的电动势为6v,内阻为0.5.此电源与三个均为3的电阻连接成电路时测的 路端电压为4.8v,A 中的路端电压为4v,B 中的路端电压约为4.8V.正确 C 中的路端电压约为 5.7v,D 中的路端电压为5.4v。 13( 09 年北京卷23) 单位时间内流过管道横截面的液体体积叫做液体的体积流

15、量(以下 简称流量)。由一种利用电磁原理测量非磁性导电液体(如自来水、啤酒等)流量的装置, 称为电磁流量计。它主要由将流量转换为电压信号的传感器和显示仪表两部分组成。 传感器的结构如图所示,圆筒形测量管内壁绝缘,其 上装有一对电极a和 c,a,c间的距离等于测量管内径D,测 量管的轴线与a、c 的连接放像以及通过电线圈产生的磁场 方向三者相互垂直。当导电液体流过测量管时,在电极a、c 的间出现感应电动势E,并通 过与电极连接的仪表显示出液体流量Q。设磁场均匀恒定,磁感应强度为B。 ( 1)已知 33 0.40 ,205 10,0.12 /Dm BT Qs,设液体在测量管内各处流速相同, 试求

16、E 的大小(去 3.0) (2)一新建供水站安装了电磁流量计,在向外供水时流量本应显示为正值。但实际显示却 为负值。经检查,原因是误将测量管接反了,既液体由测量管出水口流入,从如水口流出。 因为已加压充满管道。不便再将测量管拆下重装,请你提出使显示仪表的流量指示变为正直 的简便方法; (3)显示仪表相当于传感器的负载电阻,其阻值记为.Ra、c 间导电液体的电阻r 随液体 电阻率色变化而变化,从而会影响显示仪表的示数。试以E、R。r 为参量,给出电极a、c 间输出电压U 的表达式,并说明怎样可以降低液体电阻率变化对显示仪表示数的影响。 解析: (1)导电液体通过测量管时,相当于导线做切割磁感线的

17、运动,在电极a、c 间切割感应 线的液柱长度为D, 设液体的流速为v,则产生的感应电动势为 E=BDv 由流量的定义,有Q=Sv=v D 4 2 式联立解得 D BQ D Q BDE 44 2 代入数据得VVE 3 3 100 .1 4.03 12.0105 .24 (2)能使仪表显示的流量变为正值的方法简便,合理即可,如: 改变通电线圈中电流的方向,使磁场B 反向,或将传感器输出端对调接入显示仪表。 (3)传感器的显示仪表构成闭合电路,有闭合电路欧姆定律 rR E I )/(RrI E rR RE IRU 输入显示仪表是a、c 间的电压U,流量示数和U 一一对应,E 与液体电阻率无关,而r

18、随电阻率的变化而变化,由式可看出,r 变化相应的U 也随之变化。在实际流量不变的 情况下,仪表显示的流量示数会随a、c 间的电压U 的变化而变化,增大R,使 R r ,则 UE,这样就可以降低液体电阻率的变化对显示仪表流量示数的影响。 13( 09 年广东物理18).如图( a)所示,一个电阻值为R ,匝数为 n 的圆形金属线与阻值 为 2R 的电阻 R1连结成闭合回路。 线圈的半径为r1 . 在线圈中半径为 r2的圆形区域存在垂直 于线圈平面向里的匀强磁场,磁感应强度B 随时间 t 变化的关系图线如图(b)所示。图线 与横、纵轴的截距分别为t0和 B0. 导线的电阻不计。求 0 至 t1时间

19、内 (1)通过电阻R1上的电流大小和方向; (2)通过电阻R1上的电量q 及电阻 R1上产生的热量。 解析 :由图象分析可知,0 至 1 t时间内 0 0 BB tt 由法拉第电磁感应定律有 B Enns tt 而 2 2 sr 由闭合电路欧姆定律有 1 1 E I RR 联立以上各式解得 通过电阻 1 R上的电流大小为 2 02 1 0 3 nBr I Rt 由楞次定律可判断通过电阻 1 R上的电流方向为从b到 a 通过电阻 1 R上的电量 2 021 1 1 0 3 nBr t qI t Rt 通过电阻 1 R上产生的热量 2224 2 021 11 1 2 0 2 9 n Br t QI

20、 Rt Rt 2009 年联考题 一、 选择题 1(上海市2009 届高三上期期末浦东区)如图所示,电源的电动势和 Er 内阻分别为E、r,在滑动变阻器的滑片P 由 a 向 b 移动的过程中,下列各物理量变化情况 为 ( BD ) (A)电流表的读数一直减小; (B)R0的功率先减小后增大; (C)电源输出功率先增大后减小; (D)电压表的读数先增大后减小。 2.(2009 届安徽省皖南八校高三第一次联考试卷)在如图所示的电路 中,电源的电动势E恒定,内阻r = 1 ,定值电阻R3=5,电表均 为理想的 当开关 S 断开与闭合时, ab 段电路消耗的电功率相同则 下列说法正确的是(BC) A电

21、阻 R1、R2可能分别为3、6 B电阻 R1、R2可能分别为4、5 C开关 S 断开时电压表的示数可能小于S 闭合时的示数 D开关 S 从断开到闭合,电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比一定等 于 6 3.(2009 年北京丰台区高三上学期期末)如图,是一火警报警电路 的示意图。其中R3为用某种材料制成的传感器,这种材料的电阻率 随温度的升高而增大。值班室的显示器为电路中的电流表,电源两 极之间接一报警器。当传感器R3所在处出现火情时,显示器的电流 I、 报警器两端的电压U 的变化情况是(D ) AI 变大, U 变小 BI 变小, U 变大 CI 变小, U 变小 DI 变大,

22、 U 变大 4. (2009 年上海卢湾区高三期末) 某同学将一直流电源的总功率PE、 输出功率 PR和电源内部的发热功率Pr随电流 I变化的图线画在了同一 坐标上,如右图中的a、 b、c 所示,根据图线可知(ACD ) A、反映 Pr变化的图线是 c B、电源电动势为8v C、电源内阻为2 E A r R1 R2 R3 报 警 器 WP/ AI / 0 8 2 a b c 1 4 D、当电流为0.5A 时,外电路的电阻为6 5(2009 年江苏扬州中学高三上学期月考)汶川地震发生后,为 了及时发布余震警报,技术人员设计了一个简单的报警器电路 图,满足下列哪个条件,该报警器将发出警报声(B)

23、AS1断开, S2闭合 BS1闭合, S2断开 CS1、S2都断开 D S1、S2都闭合 6 (合肥 35 中 2009 届高三物理第一次质量抽测试卷)图示的电路中,R1R2, 滑动触头P正好位于滑动变阻器的中点,当P向左滑动时 ( BCD ) A电源的路端电压增大 BR3消耗的功率增大 CR2消耗的功率减小 DR1消耗的功率增大 7 (合肥 35 中 2009 届高三 10 月月考物理试卷). 一只普通旧干电池, 用电压表测量其电动势时, 示数仍接近1.5V 现对该电池作下述两种处理:让它给一个额定电压为1.5 的小灯泡供 电时,发现小灯泡完全不亮:把它装在额定电压也为1.5 的电子钟时,电

24、子钟仍能正常 工作较长时间对上述两种情形比较和分析,下述说法正确的是 ( BD ) A情形中 的电路电流较情形中少 B情形中的路端电压较情形中少 C小灯泡中的电阻远大于电子钟的内电阻 D 小灯泡的额定功率远大于电子钟的额定功率 8(2009 年北京宣武区高三月考)如图所示,三只完全相同的灯泡a、 b、c 分别与电阻 R、电感L、电容C串联,再将三者并联, 接在“220V, 50Hz”的交变电压两端,三只灯泡亮度相同,若将交变电压改为 “220V,500Hz” ,则 ( D ) A B Ca 亮度不变, b 变亮, c 变暗 Da 亮度不变, b 变暗, c 变亮 9. (2009 年江苏睢宁中

25、学高三期末) 小灯泡通电后其电流I随所加电 压U变化的图线如图所示,P为图线上一点,PN为图线的切线,PQ为 U轴的垂线,PM为I轴的垂线。则下列说法中正确的是(.BC) A随着所加电压的增大,小灯泡的电阻增大 B对应P点,小灯泡的电阻为R U1 I2 C对应P点,小灯泡的电阻为R U1 I2I1 D对应P点,小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 R1R2 P R3 r I I2 M P I1 N Q O U1U 10(2009 年上海虹口区高三期末1)如图所示的电路中,灯泡 A 和灯泡 B 原来都是正常发光的。现在突然灯泡A 比原来变暗了些,灯泡B 比原来 变亮了些,则电路中出现的故障可

26、能是( C ) AR3断路 B R1短路 CR2断路 D R1、R2同时短路 11(2009 年江苏睢宁中学高三月考)如图所示, 电源内阻不能忽略, 安培表、伏特表都是理想电表,当滑动变阻器R的滑动头从a 端 滑到 b 端过程中( A) AV的示数先增大后减小,A示数增大 BV的示数先增大后减小,A示数减小 CV的示数先减小后增大,A示数增大 DV的示数先减小后增大,A示数减小 12(2009 年北京海淀区高三上学期期末)在如图6 所示电路 中, 电源电动势为E,内阻为 r,电流表 A、电压表 V1、V2、V3均为 理想电表, R1为定值电阻, R2为滑动变阻器。闭合开关S,当 R2的滑动触头

27、 P 向上滑动的过程中(ACD ) A电压表V1的示数增大,电压表 V2的示数变小 B电压表V3示数的变化量的绝对值与电压表 V1、V2示数的变化量的绝对值之和相等 C电压表V1示数与电流表 A 示数的比值不变 D电压表V3示数的变化量与电流表 A 示数的变化量的比值保持不变 二、填空题 13.(2009 年北京丰台区高三上学期期末)如图所示,电源电动势 为 E=10V,内阻 r=1,R1=3,R2=6,C=30F 。开关 S断开时, 电容器的电荷量为C。闭合开关S,稳定后通过 R1的电流为A。 答案3 10 4; 1: 14. (2009 年崇明县高三期末)由门电路构成的一简单控制电路如图,

28、其中 R 为光敏电阻,光照时电阻很小,R 为变阻器, L 为小灯泡。其工作情况 是:当光敏电阻受到光照时,小灯L 不亮,不受光照时,小灯L 亮。该逻 V R A a b A V1 V2 V3 S R1 R2 P E,r 图 6 E r R1 R2 S C R L 5V R 辑电路是 _门电路,该控制电路可以用在_ 控制系统中 (举一个例子)。 答案:非;城市路灯等 15( 2009 年上海虹口区期末)居民小区里的楼道灯,采用门电路控制,电路如图所示。白天 的时候,即使拍手发出声音,楼道灯也不亮;但是到了晚上,拍手发出声音后,灯就亮了,并 采用延时电路,使之亮一段时间后就熄灭。电路中用声控开关,

29、即听到声音后,开关闭合,则 应该使用 _门电路控制电灯,其中R2是光敏电阻,受光照后电阻减小,R1为定值电 阻,S是声控开关, 黑夜时 R1和 R2的大小关系是R1_R2(选填 “ ”)。 答案:与, 三、计算题 16(2009 年北京西城区期末)在如图甲所示的电路中,螺 线管匝数n = 1500 匝,横截面积S = 20cm 2。螺线管导线 电阻 r = 1.0,R1 = 4.0 ,R2 = 5.0,C=30F 。在一段时 间内,穿过螺线管的磁场的磁感应强度B 按如图乙所示的 规律变化。求: (1)求螺线管中产生的感应电动势; (2)闭合 S,电路中的电流稳定后,求电阻R1的电功率; (3)

30、S 断开后,求流经R2的电量。 解:( 1)根据法拉第电磁感应定律 t B Sn t n E 求出E = 1.2(V) (2)根据全电路欧姆定律 )A(12. 0 21 rRR E I 根据 1 2 RIP 求出P = 5.7610 -2( W) (3)S 断开后,流经R2的电量即为S闭合时 C 板上所带的电量Q 电容器两端的电压U = IR2 0.6(V) 流经 R2的电量Q = CU= 1.8 10-5( C) 17(2009 年江苏天一中学高三月考)如图所示,已知电源电动势E=20V,内阻r=l ,当接入 固定电阻R=4 时,电路中标有“ 3V, 6W”的灯泡L和内阻RD=0.5 的小型

31、直流电动机D R2 图甲 R1 C S B 图乙 t/s B/T 0.2 0.4 0.6 O 1.0 2.0 0.8 1.0 都恰能正常工作. 试求: (1) 电路中的电流大小; (2) 电动机的额定电压; (3) 电动机的输出功率 答案:灯泡L正常发光,电路中的电流为 6 2A 3 L L P I U 由闭合电路欧姆定律可求得,电动机的额定电压为 UD=EI(r+R) UL=202( 14) 37V 电动机的总功率为P总IUD27 14W 电动机的热功率为P热I 2R D2 20.5 2W 所以电动机的输出功率为P出P总P热14212W 18(上海市2009 届高三上期期末浦东区)如图(a)

32、所示电路 中,电源电动势E=12V , 内阻 r =2, R14,R26, R33。 (1)若在 C、D 间连一个理想电压表,其读数是多少? (2)若在 C、D 间连一个理想电流表,其读数是多少? (3)图( a)中虚线框内的电路可等效为一个电源,即图(a) 可等效为图( b),其等效电动势E等于 CD 间未接入用电器时 CD 间的电压;若用导线直接将CD 两点连接起来,通过该导线 的电流等于等效电源的短路电流。则等效电源的内电阻r是多 少? (4)若在C、D 间连一个“ 6V,3W”的小灯泡,则小灯泡的 实际功率是多少? 解析: (1)若在C、D间连一个理想电压表,根据闭合电路欧姆定律,有

33、1 12 12 A1A 462 E I RRr 理想电压表读数为 UV=I1R2=6V (2)若在C、D间连一个理想电流表,这时电阻R2与R3并 联,并联电阻大小 23 23 23 63 2 63 RR R RR 根据闭合电路欧姆定律,有 E r R1 R2 R3 C D (a) E r C D (b) E r R1 R2 R3 C D (a) E r C D (b) 2 123 12 A1.5A 422 E I RRr 理想电流表读数为 2 2 23 6 1.5A1A 63 R II RR (3)依题意,该等效电源的电动势6VE, 短路电流1AI,所以其等效内阻 6 6 1 E r I (4)小灯泡的电阻 2 0 0 36 12 3 A U R P 将小灯泡连在C、D之间,相当于接在等效电源E两端,则流过小灯泡的电流大小为 3 61 AA 1263 A E I Rr 小灯泡的实际功率为 2 2 3 14 12W1.33W 33 A PIR

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