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文檔簡介
1/7階段質(zhì)量檢測(cè)(四)電磁振蕩與電磁波傳感器(本試卷滿分:100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共8小題,每小題3分,共24分。每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.下列關(guān)于電磁波的說法正確的是()A.電磁波無法在真空中傳播B.赫茲通過一系列實(shí)驗(yàn),證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論C.只要有電場和磁場,就能產(chǎn)生電磁波D.電磁波可以攜帶信息,但是不具有能量2.電磁波包含了γ射線、紅外線、紫外線、無線電波、X射線等,下列按頻率由高到低排列順序正確的是()A.無線電波、紅外線、紫外線、X射線、γ射線B.γ射線、X射線、紫外線、紅外線、無線電波C.γ射線、X射線、紅外線、紫外線、無線電波D.X射線、γ射線、紫外線、無線電波、紅外線3.下列關(guān)于幾種傳感器的說法正確的是()A.電子秤所使用的測(cè)力器件是力傳感器B.光敏電阻在光照射下其電阻會(huì)顯著變大C.話筒是一種常用的聲傳感器,其作用是將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲信號(hào)D.當(dāng)半導(dǎo)體熱敏電阻所在位置溫度升高時(shí),熱敏電阻阻值明顯增大4.藍(lán)牙是一種使用2.4GHz頻段的無線電波支持設(shè)備短距離通信的技術(shù),能在手機(jī)、無線耳機(jī)、智能手環(huán)、打印機(jī)等眾多設(shè)備之間進(jìn)行信息交換,則()A.這個(gè)頻段的電磁波比γ射線能量更高B.這個(gè)頻段的電磁波比紫外線的波長要短C.藍(lán)牙信號(hào)“穿墻”時(shí),在墻壁中的傳播速率大于3×108m/sD.智能手機(jī)中集成的藍(lán)牙模塊有發(fā)射和接收電磁波的功能5.我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁波頻率約1561MHz,家用WiFi的電磁波頻率約5725MHz。則()A.這兩種電磁波不會(huì)產(chǎn)生偏振現(xiàn)象B.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁波更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象C.家用WiFi的電磁波穿墻壁進(jìn)入另一個(gè)房間時(shí)頻率會(huì)減小D.家用WiFi與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁波疊加時(shí)將會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象6.如圖所示的電路中,線圈L的電阻不計(jì)。開關(guān)S先閉合,等電路穩(wěn)定后再斷開開關(guān)S,從此時(shí)開始計(jì)時(shí),t=0.02s時(shí),電容器下極板帶正電,且電荷量第一次達(dá)到最大值。下列說法正確的是()A.t=0.07s時(shí),回路中電流最大B.t=0.04s時(shí),線圈L的磁場能最大C.t=0.08s時(shí),線圈L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D.t=0.03s時(shí),電容器的上極板帶正電7.在圖(a)的LC振蕩演示電路中,開關(guān)先撥到位置“1”,電容器充滿電后,在t=0時(shí)刻開關(guān)撥到位置“2”。若電流從傳感器的“+”極流入,電流顯示為正,圖(b)為振蕩電流隨時(shí)間變化的圖線,則下面有關(guān)說法正確的是()A.若電阻R減小,電流變化如圖(c)中實(shí)線B.若電阻R減小,電流變化如圖(c)中虛線C.在圖(b)中A點(diǎn)時(shí)刻電容器上極板帶正電D.電容器內(nèi)有感應(yīng)磁場8.某同學(xué)自制了一臺(tái)電子秤,原理示意圖如圖所示。用理想電壓表的示數(shù)指示物體的質(zhì)量,托盤與電阻可忽略的金屬彈簧相連,托盤與彈簧的質(zhì)量均不計(jì),滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)端與彈簧上端連接。當(dāng)托盤中沒有放物體時(shí),滑片恰好指在滑動(dòng)變阻器的最上端,此時(shí)調(diào)整電壓表示數(shù)等于0。設(shè)滑動(dòng)變阻器總電阻為R、長度為L,電源電動(dòng)勢(shì)為E、內(nèi)阻為r,限流電阻阻值為R0,彈簧勁度系數(shù)為k,重力加速度為g,不計(jì)一切摩擦和其他阻力。則電壓表示數(shù)U與所稱物體質(zhì)量m的關(guān)系式正確的是()A.U=eq\f(mgER,R0kL+mgR+r) B.U=eq\f(mgER0,R0kL+mgR+r)C.U=eq\f(mgER,R0+rkL+mgR) D.U=eq\f(mgER0,R+rkL+mgR0)二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分,選對(duì)但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分)9.在運(yùn)行的火車車廂里,你若打開收音機(jī)是不能聽清聲音的,你若打移動(dòng)電話是絲毫不受影響的。收音機(jī)、手機(jī)都是靠無線電傳遞信號(hào)的,所不同的是,收音機(jī)利用的無線電信號(hào)頻率低,手機(jī)利用的無線電信號(hào)頻率高,下列說法正確的是()A.低頻無線電信號(hào)傳播的速度小,追不上火車B.低頻無線電信號(hào)傳播的速度大,已經(jīng)超過了火車C.高頻無線電信號(hào)衍射能力差,穿透能力強(qiáng),可以進(jìn)入火車車廂D.低頻無線電信號(hào)衍射能力強(qiáng),穿透能力弱,不能進(jìn)入火車車廂10.某人設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置,用來檢測(cè)車輛是否超載。車輛底座上裝有電容器,電容器承受的壓力隨車輛重力的增大而增大,且電容器兩極板之間的距離隨壓力的增大而減小。電容器接在如圖甲所示的電路上,將開關(guān)從a撥到b時(shí),構(gòu)成LC振蕩電路而向外輻射電磁波,再使用調(diào)諧電路來接收?qǐng)D甲振蕩電路輻射的電磁波,這樣就可通過測(cè)量乙中接收到的頻率而獲知甲中的發(fā)射頻率,以確定電容器的電容C的值(L值已知),從而測(cè)量車輛重力。下列分析判斷正確的是()A.當(dāng)裝置中的電源使用很久,電動(dòng)勢(shì)減小時(shí),頻率的測(cè)量值偏小B.當(dāng)裝置中的電源使用很久,電動(dòng)勢(shì)減小時(shí),頻率的測(cè)量值不變C.車輛重力增大時(shí),LC振蕩電路中電流的振蕩頻率變小D.車輛重力增大時(shí),LC振蕩電路中電流的振蕩頻率變大11.某同學(xué)設(shè)計(jì)的散熱排風(fēng)控制電路如圖所示,M為排風(fēng)扇,R0是半導(dǎo)體熱敏電阻,其阻值隨溫度升高而減小,R是可變電阻??刂齐娐肪哂邢铝刑匦裕寒?dāng)電壓表示數(shù)小于某一數(shù)值U時(shí),控制開關(guān)處于斷路狀態(tài);當(dāng)電壓表示數(shù)大于U時(shí),控制開關(guān)接通電路,M開始運(yùn)轉(zhuǎn)。電路兩端的電壓U0恒定,下列說法中正確的是()A.環(huán)境溫度升高時(shí),電壓表示數(shù)變大B.可變電阻R阻值調(diào)大時(shí),電壓表示數(shù)變大C.可變電阻R阻值調(diào)大時(shí),排風(fēng)扇開始工作的臨界溫度降低D.若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻,電路仍能正常工作12.某軟件中運(yùn)動(dòng)步數(shù)的測(cè)量是通過手機(jī)內(nèi)電容式加速度傳感器實(shí)現(xiàn)的。如圖所示,電容器M極板固定,N極板可運(yùn)動(dòng),當(dāng)手機(jī)的加速度變化時(shí),N極板只能按圖中標(biāo)識(shí)的“前后”方向運(yùn)動(dòng)。圖中R為定值電阻。下列對(duì)傳感器的描述正確的是()A.靜止時(shí),電容器兩極板帶電B.保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),電路中存在恒定電流C.由靜止突然向后加速,電流由a向b流過電流表D.由向前加速突然停下,電流由b向a流過電流表三、非選擇題(本題共5小題,共60分)13.(6分)在汛期,降水對(duì)水庫、河流等水源的補(bǔ)給具有重要的影響,對(duì)水庫、河流水位的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)至關(guān)重要。某物理興趣小組計(jì)劃利用壓力傳感器設(shè)計(jì)水庫水位預(yù)警系統(tǒng),已知水位越高,壓力傳感器受到的壓力越大,壓力與水位高度成正比,滿足F=kh,k=2N/m,通過查閱資料得到壓力傳感器的電阻和受到的壓力之間的關(guān)系圖像如圖甲所示。(1)根據(jù)圖甲可知壓力傳感器的電阻隨著水位的升高而________(填“增大”或“減小”)。(2)壓力傳感器的電阻用R0表示,現(xiàn)提供如下器材:①電源E(電源電動(dòng)勢(shì)為3V,不考慮內(nèi)阻);②定值電阻R1=1kΩ;③定值電阻R2=1.2kΩ;④定值電阻R3=2kΩ;⑤開關(guān)S及導(dǎo)線若干。請(qǐng)?jiān)谏鲜銎鞑闹羞x擇合適的器材,設(shè)計(jì)一個(gè)簡單電路,要求當(dāng)水位達(dá)到150m時(shí),a、b之間的電壓降至1.8V時(shí),控制開關(guān)開啟高水位預(yù)警,在如圖乙所示的框內(nèi)完成電路原理圖(標(biāo)明器材的代號(hào),不考慮控制開關(guān)對(duì)所設(shè)計(jì)電路的影響)。(3)若要求在設(shè)計(jì)的電路中,開啟預(yù)警系統(tǒng)的水位降低,則定值電阻應(yīng)選________(填“R1”“R2”或“R3”)。14.(8分)溫控箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示,它是由熱敏電阻Rt、滑動(dòng)變阻器R、電磁繼電器、電源E、開關(guān)S串聯(lián)組成的控制電路和另一電源與電熱絲串聯(lián)組成的工作電路兩部分構(gòu)成。熱敏電阻Rt的阻值與溫度t的關(guān)系如下表。當(dāng)電磁繼電器的電流達(dá)到或者超過10mA時(shí),銜鐵被吸合,電熱絲停止加熱,實(shí)現(xiàn)溫度控制。實(shí)驗(yàn)室提供的器材有:電源E(電動(dòng)勢(shì)9V,內(nèi)阻不計(jì));滑動(dòng)變阻器R1(0~600Ω);滑動(dòng)變阻器R2(0~1000Ω);熱敏電阻Rt;電磁繼電器(線圈電阻r=50Ω);電阻箱R0(0~999.9Ω);開關(guān)S、導(dǎo)線若干。t/℃30.040.050.060.070.080.0Rt/Ω220.0165.0130.0100.080.070.0(1)若要電磁繼電器吸合銜鐵、控制溫度,則控制電路中的總電阻應(yīng)滿足r+R+Rt≤________Ω。為使該裝置實(shí)現(xiàn)對(duì)30~80℃之間任一溫度的控制,滑動(dòng)變阻器R應(yīng)選擇________(選填“R1”或“R2”)。(2)如果要實(shí)現(xiàn)40℃的溫度控制,其步驟是:①先用電阻箱R0替代熱敏電阻,把電阻箱R0調(diào)至________Ω;②閉合開關(guān),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,直至電磁繼電器的銜鐵被吸合;③保持滑動(dòng)變阻器滑片位置不變,斷開開關(guān),再用熱敏電阻替換電阻箱;④閉合開關(guān),即可實(shí)現(xiàn)40℃的溫度控制。(3)在完成(2)的操作步驟后,與電磁繼電器相連的電源E,因?yàn)殚L時(shí)間使用導(dǎo)致內(nèi)阻變大(電動(dòng)勢(shì)幾乎不變),電磁繼電器吸合銜鐵時(shí)的實(shí)際溫度________(選填“大于”“小于”或“等于”)40℃。15.(12分)實(shí)驗(yàn)室里有一水平放置的平行板電容器,其電容C=10-6F。在兩極板帶有一定電荷量時(shí),發(fā)現(xiàn)一帶負(fù)電的粉塵恰好靜止在兩極板間。還有一個(gè)自感系數(shù)L=10-4H的電感線圈,現(xiàn)連成如圖所示的電路,試求:(重力加速度為g)(1)振蕩電路周期和開關(guān)S閉合瞬間電流的方向;(只填寫“順時(shí)針”或“逆時(shí)針”)(2)從開關(guān)S閉合時(shí)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過2π×10-5s時(shí),電容器內(nèi)粉塵的加速度大小是多少(假設(shè)此時(shí)粉塵未到達(dá)極板);(3)當(dāng)粉塵的加速度為多大時(shí),線圈中電流最大(假設(shè)此時(shí)粉塵未到達(dá)極板)。16.(16分)如圖所示,線圈的自感系數(shù)為0.1H,電容器的電容為160μF,電阻R的阻值為4Ω,電源電動(dòng)勢(shì)為3V、內(nèi)阻為1Ω。規(guī)定線圈中的電流方向從a到b為正,當(dāng)單刀雙擲開關(guān)S由A端撥到B端時(shí)開始計(jì)時(shí),除電阻R和電源內(nèi)阻外,其他電阻均可忽略,忽略電磁輻射消耗的能量。(1)在第一個(gè)周期內(nèi),求線圈中的電流為正的最大值的時(shí)刻t1;(2)請(qǐng)畫出一個(gè)周期內(nèi),電容器上極板的帶電量Q隨時(shí)間t變化的圖像,并標(biāo)明關(guān)鍵點(diǎn)的坐標(biāo)值。17.(18分)圖甲虛線框內(nèi)所示是電子秤測(cè)量部分的原理圖,壓力傳感器的電阻R隨壓力F的變化如圖乙所示。開關(guān)閉合后,壓力傳感器兩端的電壓恒為6.0V。電流表的量程為0.6A。電流表的內(nèi)阻、踏板和壓桿的質(zhì)量可以忽略不計(jì)。求:(1)空載時(shí),電流表的讀數(shù);(2)可以稱量物體的壓力的最大值;(3)試寫出電流表示數(shù)I與壓力F的變化關(guān)系式。階段質(zhì)量檢測(cè)(四)1.選B電磁波傳播不需要介質(zhì),所以可以在真空中傳播,故A錯(cuò)誤;赫茲通過一系列實(shí)驗(yàn),證實(shí)了麥克斯韋的電磁場理論,故B正確;周期性變化的電場和磁場才能產(chǎn)生電磁波,故C錯(cuò)誤;電磁波可以攜帶信息,同時(shí)具有能量,故D錯(cuò)誤。2.選B由電磁波譜可知,按頻率由高到低排列順序?yàn)椋害蒙渚€、X射線、紫外線、紅外線、無線電波,故選B。3.選A電子秤所使用的測(cè)力裝置是力傳感器,A正確;光敏電阻在光照射下其電阻會(huì)顯著變小,B錯(cuò)誤;話筒是一種常用的聲傳感器,其作用是將聲信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),C錯(cuò)誤;半導(dǎo)體熱敏電阻常用作溫度傳感器,因?yàn)闇囟仍礁?,它的電阻值越小,D錯(cuò)誤。4.選D這個(gè)頻段的電磁波的頻率小于γ射線的頻率,則這個(gè)頻段的電磁波比γ射線能量更低,故A錯(cuò)誤;這個(gè)頻段的電磁波比紫外線的波長要長,故B錯(cuò)誤;藍(lán)牙信號(hào)“穿墻”時(shí),在墻壁中的傳播速率小于3×108m/s,故C錯(cuò)誤;智能手機(jī)中集成的藍(lán)牙模塊有發(fā)射和接收電磁波的功能,故D正確。5.選B電磁波是橫波,可以產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,這兩種電磁波都會(huì)產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁波頻率約為1561MHz,家用WiFi所使用的電磁波頻率約5725MHz,根據(jù)c=λf可知,北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的波長更長,故北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的電磁波更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,故B正確;電磁波頻率由波源決定,從一個(gè)房間穿越墻壁進(jìn)入另一個(gè)房間時(shí)其頻率不變,故C錯(cuò)誤;家用WiFi所使用的電磁波與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率不同,不會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。6.選BLC回路中,在一個(gè)周期內(nèi),電容器充電兩次,放電兩次,線圈L及導(dǎo)線電阻均不計(jì),先閉合開關(guān)S穩(wěn)定后,線圈L兩端沒有電壓,電容器不帶電,線圈L具有磁場能。在t=0時(shí)刻,斷開開關(guān)S,線圈產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì),對(duì)電容器充電,使下極板帶正電;t=0.02s時(shí),電容器下極板帶正電,且電荷量第一次達(dá)到最大值,則LC回路的振蕩周期為T=0.08s。t=0.07s=eq\f(7,8)T時(shí),電容器正在放電,且未放電結(jié)束,回路中電流沒有達(dá)到最大,故A錯(cuò)誤;t=0.04s=eq\f(T,2)時(shí),電容器放電結(jié)束,線圈L的磁場能最大,故B正確;t=0.08s=T時(shí),電容器放電結(jié)束,線圈L的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小,故C錯(cuò)誤;t=0.03s=eq\f(3,8)T時(shí),電容器正在放電,電容器的上極板帶負(fù)電,故D錯(cuò)誤。7.選D若電阻R減小,電流值應(yīng)該比對(duì)應(yīng)時(shí)刻原來的電流值大,故A錯(cuò)誤;若電阻R減小,振蕩周期不變,故B錯(cuò)誤;在題圖(b)中A點(diǎn)時(shí)刻,磁場能正在向電場能轉(zhuǎn)化,且方向?yàn)檎?,則電容器上極板帶負(fù)電,故C錯(cuò)誤;電容器內(nèi)電場不斷變化,有感應(yīng)磁場,故D正確。8.選C由閉合電路的歐姆定律可得I=eq\f(E,r+Rx+R0),由電阻定律R=ρeq\f(L,S),可知當(dāng)彈簧形變量增加x時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為Rx=ρeq\f(x,S)=eq\f(x,L)R,由受力分析知kx=mg,又有U=IRx,聯(lián)立解得U=eq\f(mgER,R0+rkL+mgR),故選C。9.選CD無線電信號(hào)在空氣中的傳播速度約等于光速,它的頻率越低,則波長越長,穿透能力越弱,衍射能力越強(qiáng),C、D正確。10.選BC根據(jù)LC振蕩電路的振蕩頻率公式f=eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)),L和C與電動(dòng)勢(shì)無關(guān),可知電動(dòng)勢(shì)減小時(shí),對(duì)頻率的測(cè)量值沒有影響,故A錯(cuò)誤,B正確;車輛重力增大時(shí),電容器兩極板之間的距離減小,根據(jù)電容的決定式C=eq\f(εrS,4πkd)可知,此時(shí)電容增大,故LC振蕩電路中電流的振蕩頻率變小,故C正確,D錯(cuò)誤。11.選ABC當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí),半導(dǎo)體熱敏電阻R0阻值減小,則電路中的電流增大,則可變電阻R兩端的電壓增大,電壓表示數(shù)變大,故A正確;可變電阻R阻值調(diào)大時(shí),可變電阻R的分壓變大,則電壓表示數(shù)變大,當(dāng)電壓表示數(shù)大于U時(shí),控制開關(guān)接通電路,M開始運(yùn)轉(zhuǎn),故排風(fēng)扇會(huì)提前工作,即排風(fēng)扇開始工作的臨界溫度降低,故B、C正確;若用金屬熱電阻代替半導(dǎo)體熱敏電阻,當(dāng)溫度升高時(shí),其阻值增大,導(dǎo)致電壓表示數(shù)變小,則開關(guān)會(huì)處于斷開狀態(tài),起不到散熱排風(fēng)的作用,故D錯(cuò)誤。12.選AC靜止時(shí),N板不動(dòng),電容器與電源保持相連,兩極板帶電,故A正確;保持向前勻減速運(yùn)動(dòng)時(shí),加速度恒定不變,則N板相對(duì)M板在某位置不動(dòng),電容器電容C不變,電容器保持與電源相連,電壓U不變,由Q=CU知電容器所帶的電荷量Q不變,則電路中無電流,故B錯(cuò)誤;由靜止突然向后加速,N板相對(duì)M板向前移動(dòng),則板間距離d減小,根據(jù)平行板電容器電容的決定式C=eq\f(εrS,4πkd)知電容C增大,電壓U不變,由Q=CU知,電容器所帶的電荷量增大,電容器充電,電流由a向b流過電流表,故C正確;由向前加速突然停下,N板相對(duì)M板向前移動(dòng),則板間距離d減小,根據(jù)C=eq\f(εrS,4πkd)知電容C增大,電壓U不變,由Q=CU知電容器所帶的電荷量增大,電容器充電,電流由a向b流過電流表,故D錯(cuò)誤。13.解析:(1)根據(jù)F=kh可知,水位越高壓力越大,根據(jù)題圖甲可知,壓力越大,壓力傳感器的電阻越小,故壓力傳感器的電阻隨著水位的升高而減小。(2)當(dāng)水位達(dá)到150m時(shí),壓力傳感器受到的壓力大小為300N,由題圖甲可知,壓力大小為300N時(shí),壓力傳感器的電阻為1.8kΩ,電源電動(dòng)勢(shì)為3V,應(yīng)串聯(lián)一個(gè)分壓電阻,分壓電阻兩端的電壓為1.2V,根據(jù)串聯(lián)電路的特點(diǎn),可得eq\f(1.8kΩ,R)=eq\f(1.8V,1.2V),解得R=1.2kΩ,故定值電阻選擇R2,電路原理圖如圖所示。(3)開啟預(yù)警系統(tǒng)的水位降低,則壓力傳感器受到的壓力減小,壓力傳感器的電阻增大,根據(jù)串聯(lián)電路特點(diǎn),電壓比值不變,則電阻比值不變,故定值電阻的阻值要增大,滿足條件的為電阻R3。答案:(1)減小(2)見解析圖(3)R314.解析:(1)根據(jù)閉合電路的歐姆定律,有r+R+Rt≤eq\f(E,I0)=900Ω當(dāng)溫度處于30~80℃,臨界電阻依然為900Ω,由題意70Ω≤Rt≤220Ω,r=50Ω故滑動(dòng)變阻器阻值630Ω≤R≤780Ω故選R2。(2)該過程應(yīng)用等效替代法,電阻箱R0的阻值應(yīng)與40℃時(shí)熱敏電阻Rt的阻值相等,由表格可知R0=165.0Ω。(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律,有E=I0(r+R+Rt+r0)電動(dòng)勢(shì)E不變,電源內(nèi)阻r0增大,電磁繼電器臨界電流不變,故熱敏電阻的臨界阻值減小,即電磁繼電器吸合銜鐵的實(shí)際溫度大于40℃。答案:(1)900R2(2)165.0(3)大于15.解析:(1)振蕩電路周期T=2πeq\r(LC)=2π×eq\r(10-4×10-6)s=2π×10-5s因開始時(shí)帶負(fù)電的粉塵恰好靜止在兩極板間,可知上板帶正電,則開關(guān)S
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