通用版带答案高中物理必修三第十一章电路及其应用微公式版笔记重点大全.docx
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通用版带答案高中物理必修三第十一章电路及其应用微公式版笔记重点大全 1 单选题 1、地球表面附近存在一个竖直向下的电场,晴天时在电场作用下,大气中的正离子向下运动、负离子向上运动,如此形成的微弱电流称地空电流。该电流比较稳定,不随高度变化,全球地空电流的总电流强度为I,假设地空电流在全球各处均匀分布,地球附近竖直向下的电场场强为E,取地球表面积为S,地表附近空气的电阻率ρ0的大小为( ) A.ESIB.E2SIC.S2EID.ESI2 答案:A 取地球表面高度为Δh的空气层为研究对象,空气层上表面到下表面之间的电势差 U=E⋅Δh 这段空气层的电阻 r=ρ0ΔhS 根据欧姆定律 I=Ur 联立得到 ρ0=ESI 故A正确,BCD错误。 故选A。 2、电弧是一种气体放电现象,电流通过某些绝缘介质(例如空气)所产生的瞬间火花。电力系统中,绝缘开关闭合或断开时常常产生高压电强。已知某次电弧在2ms中释放了0.1C电荷量,则这段时间产生的电流为( ) A.0.5AB.5AC.50AD.500A 答案:C 根据电流的定义式 I=qt 解得 I=0.12×10-3A=50A 故选C。 3、如图所示,R1、R2、R3、R4电路中的ab间连接电阻R构成的电路称做电桥,现有R1=R2=R,而R3=4R4,现接上电源E,R1两端电压为U1,R2两端的电压为U2,则判断下列哪组数据可能成立( ) A.U1=3V,U2=7V B.U1=7V,U2=5V C.U1=5V,U2=3V D.U1=9V,U2=9V 答案:B AD.ab间不加连接电阻R时,根据并联电路电压相等,串联电路电压之比等于电阻之比,可知a点电势大于b点电势,故ab间连接电阻R后,有电流由a流向b,该电流设为I,其一定大于零。 对于结点a,有 I1=I2+I 则有 I1R=U1>I2R=U2 故AD错误; BC.对于结点a,因为 I1=I2+I 则有 U1R=U2R+U2-U4R 可得 2U2=U1+U4 对于结点b I4=I3+I U4R4=U3R3+U2-U4R 因为 R3=4R4 故有 4U4-U34R4=U2-U4R>0 所以 4U4>U3 结合 2U2=U1+U4 U1+U2=U3+U4 整理得 3U2>2U1 故B正确,C错误。 故选B。 4、某同学通过实验测定阻值约为5Ω的电阻Rx,用内阻约为3kΩ的电压表,内阻约为0.125Ω的电流表进行测量。他设计了图甲和图乙两种电路,下列说法正确的是( ) A.实验中应采用图甲电路,此电路测得的Rx偏大 B.实验中应采用图乙电路,此电路测得的Rx偏大 C.实验中应采用图甲电路,误差主要是由电压表分流引起的 D.实验中应采用图乙电路,误差主要是由电流表分压引起的 答案:C 根据 RVRA=515Ω>5Ω 故应采用电流表外接法,即实验中采用图甲电路图,由于电压表的分流作用,使得测量的电流值偏大,则根据 R=UI 可知,测得电阻比真实值小,故ABD错误C正确。 故选C。 5、甲、乙两根保险丝粗细相同,用同种材料制成,单位长度的电阻分别为4 Ω和1 Ω,熔断电流分别为2 A和6 A,把以上两根保险丝各取等长一段并联后再接入电路中,允许通过的最大电流是( ) A.6.0 AB.7.5 AC.8 AD.10 A 答案:B 两保险丝的电阻关系为 R1=4R2 并联后接入电路,根据欧姆定律I=UR可知电流分配应是 I2=4I1 当I1=2A时 I2=8A>6A 保险丝R2会熔断;当I2=6A时 I1=1.5A 保险丝R1、R2均不会熔断,此时总电流 I总=I1+I2=7.5A 即为允许通过的最大电流。 故选B。 6、金属铂的电阻值对温度的高低非常“敏感”,金属铂的电阻率随着温度的升高而增大。下列I-U图像中能表示金属铂电阻情况的是( ) A.B.C.D. 答案:C 在I-U图像中,图像上的点与坐标原点连线的斜率表示电阻的倒数,由于金属铂的电阻率随温度的升高而增大,因此能反映金属铂电阻情况的图象为C,ABD错误,C正确。 故选C。 7、如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导体a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比Sa:Sb=1:2.已知流经导体a的电流为0.16A,电子的电荷量e=1.6×10-19C.下列说法正确的是( ) A.a、b的电阻之比Ra:Rb=1:2 B.5s内有5×1018个自由电子通过导体b的横截面 C.自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比va:vb=1:2 D.相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比Qa:Qb=4:1 答案:B A.根据电阻定律 R=ρLS 可得a、b的电阻之比为 RaRb=SbSa=21 故A错误; B.5s内通过导体b的横截面的自由电子数为 N=Ite=5×1018个 故B正确; C.根据电流的微观表达式 I=neSv 可得自由电子在导体a和b中的定向移动速率之比为 vavb=SbSa=21 故C错误; D.根据焦耳定律 Q=I2Rt 可得相同时间内导体a和b产生的焦耳热之比为 QaQb=RaRb=21 故D错误。 故选B。 8、如图所示的电路中,已知电源电动势为E,内阻为r。闭合开关,调节滑动变阻器R的滑片的位置,可以改变外电路的电阻,电压表的示数U、电流表的示数I、电源的总功率P都将随之改变。若电表均为理想电表,以下四幅图中能正确反映PI、PU关系的是( ) A.B. C.D. 答案:C AB.电源的总功率表示为 P=IE 可知PI图像是过原点的倾斜直线,AB错误; CD.电源的总功率为 P=IE=E-UrE=E2r-ErU 可知PU图像是斜向下的倾斜直线,C正确,D错误。 故选C。 9、如图所示,厚薄均匀的长方体金属导体,ab、bc的长度之比为2:1。当将C与D接入电压不变的电路中时,通过该导体的电流为I,若换A与B接入原电路中,则通过该导体的电流为( ) A.I4B.I2C.ID.2I 答案:A 设导体上表面宽为x,则将C与D接入电路中时,电阻为 R1=ρbcab⋅x 若换A与B接入原电路中,则电阻为 R2=ρabbc⋅x 因为电路中电压不变,所以由欧姆定律知,将A与B接入原电路中,通过该导体的电流为与将C与D接入电路中对应电流之比为 I'I=R1R2=bc2ab2=14 即 I'=14I 故选A。 10、如图所示,两段长度和材料相同、各自粗细均匀的金属导线a、b,单位体积内的自由电子数相等,横截面积之比为Sa:Sb=1:2。已知5s内有5×1018个自由电子通过导线a的横截面,则( ) A.流经导线a的电流为0.32A B.流经导线b的电流为0.16A C.5s内有10×1018个自由电子通过导线b的横截面 D.自由电子在导线a和b中移动的速率之比va:vb=1:2 答案:B A.流经导线a的电流为 I=qt=5×1018×1.6×10-195A=0.16A A错误; B.因a、b串联,通过的电流相等,所以流经导线b的电流为0.16A,B正确; C.因a、b串联,通过的电流相等,所以相同时间内通过的电荷量相等,即5s内有5×1018个自由电子通过导线b的横截面,C错误; D.根据电流微观表达式 I=neSv 可得 v=IneS 由于导线a、b电流相等,单位体积内的自由电子数相等,则自由电子在导线a和b中移动的速率之比为 vavb=SbSa=21 D错误。 故选B。 11、如图所示为测量未知电阻Rx阻值的部分电路,当开关S接a点时,电压表示数为9 V,电流表示数为0.30 A;当开关S接b点时,电压表示数为10 V,电流表示数为0.25 A,则( ) A.电压表示数相对变化显著 B.开关S接在b点时,Rx的测量值更准确 C.开关S接在b点时,Rx的测量值小于Rx的真实值 D.开关S接在a点时,Rx的测量值大于Rx的真实值 答案:B A.由题意可得 ΔUU1<ΔII1 电流表示数相对变化显著,A错误; B.由于电流表示数相对变化显著,说明电压表分流作用较大,要选择电流表测量准确的电路,即开关S应接在b点,B正确; CD.开关S接在b点时,Rx的测量值偏大,而S接在a点时,Rx的测量值偏小,CD错误; 故选B。 12、在“描绘小灯泡的伏安特性曲线”实验中,实验器材如下: A.待测小灯泡(2.5V,0.5A); B.双量程电压表(中间接线柱3V;右边接线柱15V); C.双量程电流表(中间接线柱0.6A;右边接线柱3A); D.滑动变阻器(20Ω,2A); E.电源(电动势约为3V,内阻未知); F.电阻箱(9999.9Ω); G.电键一个;导线若干。 小仁同学选择合适的器材,连好实物图如图,小智同学检查时发现了多处错误,这些错误不包括下列选项中的( ) A.干电池多用了一节B.图中电压表(位于右侧)的量程选错了 C.滑动变阻器接成了限流式D.电流表内接了 答案:A A.由于待测小灯泡的规格为2.5V,而一节干电池的电压为1.5V,故干电池没有多用一节,A符合题意; B.图中电压表(位于右侧)的量程选择了大量程,应该选择小量程,B不符合题意; C.滑动变阻器应该接成分压式,C不符合题意; D.由于待测小灯泡的电阻较小,故电流表分压明显,故电流表应该外接,D不符合题意。 故选A。 13、关于下列说法正确的是( ) A.电流有大小,也有方向,所以电流是矢量 B.在研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系 C.乒乓球太小了,所以研究乒乓球运动的时候可以把它当作质点 D.速度是描述物体运动轨迹的长度随时间变化的物理量,是标量 答案:B A.电流有大小,也有方向,但其运算不遵循平行四边形定则,电流是标量,A错误; B.在研究和描述一个物体的运动时,必须选定参考系,B正确; C.乒乓球虽然很小,但研究乒乓球的旋转时,乒乓球不可以看出质点,C错误; D.速度是描述物体位置变化快慢的物理量,是矢量,D错误。 故选B。 14、两段材料不同、横截面积相同的均匀导线a和b,其长度分别为2m和1m。串联在电路中时,沿长度方向电势变化如图所示,则a、b两种材料的电阻率之比为( ) A.1:2B.1:4C.2:1D.4:1 答案:B 有图可知导线a两端电压为 Ua=6V-4V=2V 导线b两端电压为 Ub=4V-0V=4V 两导线串联,可知通过两导线的电流相等,根据欧姆定律可知两导线的电阻之比为 RaRb=UaUb=12 根据电阻定律 R=ρlS 可得 ρ=RSl 两导线的横截面积相等,则a、b两种材料的电阻率之比为 ρaρb=RaRb⋅lbla=12×12=14 B正确,ACD错误。 故选B。 15、如图所示,P为一块均匀的半圆形薄电阻合金片,先将它按图方式接再电极A、B之间,测出电阻为R,然后再将它按图乙方式接在电极C、D之间,这时P的电阻为( ) A.RB.R2C.R4D.4R 答案:D 将半圆形合金片从中间割开,分成完全相同的两块,设每块电阻力R0,则图中甲连接方式相当于两个电阻并联,图乙连接相当于两个电阻串联。则有 RAB=R02=R RCD=2R0=4R 故选D。 多选题 16、如图所示电路中,A1和A2为理想电流表,示数分别为I1和I2,R1∶R2∶R3=1∶2∶3.当a、b两点间加以恒定的电压U后,下列结论正确的是( ) A.I1∶I2=3∶4 B.I1∶I2=5∶9 C.将A1、A2换成理想电压表,其示数之比为3∶5 D.交A1、A2换成理想电压表,其示数之比为1∶1 答案:BC AB.电源接在A、C两点时,电路图如图1所示: 并联电路中各支路两端的电压相等,且干路电流等于各支路电流之和 I1I2=UR2+UR3UR1+UR2=59 A错误,B正确; CD.将A1、A2换成理想电压表,如右图所示成为串联电路 UR1:UR2:UR3=1:2:3 则 U1U2=UR1+UR2UR2+UR3=35 故C正确,D错误。 故选BC。 17、取一段额定电压为220V,额定功率大于100W的废灯泡的灯丝约2cm长。灯丝与两节干电池及2.5V小灯泡的电路连接如图所示,闭合开关灯泡发光并且较亮,再用点燃的蜡烛给灯丝加热,则( ) A.小灯泡和灯丝是并联连接 B.观察到的现象是小灯泡变暗 C.小灯泡变暗的原因是灯丝的电阻随温度升高而增大 D.上述现象说明了温度升高,灯丝的电阻率变大 答案:BCD A.由图可知小灯泡和灯丝是串联连接,选项A错误; BC.用点燃的蜡烛给灯丝加热,灯丝的电阻随温度升高而增大,观察到的现象是小灯泡变暗,选项BC正确; D.根据公式R=ρlS可知灯丝的电阻增大,电阻率增大,即温度升高,灯丝的电阻率变大,选项D正确。 故选BCD。 18、如图所示为一长方体金属导体,P、Q、M、N为电极,已知a=1m;b=0.2m,c=0.1m,当P、Q和M、N电极分别加上电压时,则下列说法正确的是( ) A.P、Q和M、N电极间的电阻之比为RPQ:RMN=1:100 B.P、Q和M、N电极间的电阻之比为RPQ:RMN=100:1 C.若P、Q和M、N电极加的电压相同,通过的电流之比为1:100 D.若P、Q和M、N电极加的电压相同,通过的电流之比为100:1 答案:BC AB. P、Q电极间的电阻为 RPQ=ρabc M、N电极间的电阻为 RMN=ρcab P、Q和M、N电极间的电阻之比为 RPQ:RMN=a2:c2=100:1 故A错误,B正确; CD.P、Q和M、N电极加的电压相同,通过的电流之比 IPQ:IMN=(URPQ):(URMN)=1:100 故C正确,D错误。 故选BC。 19、在如图所示的电路中,R1=5Ω,R2=20Ω,滑动变阻器R3能在0∼20Ω之间进行调节,当滑动变阻器的滑片滑动时,A、B间的( ) A.最小电阻为0ΩB.最小电阻为5ΩC.最大电阻为15ΩD.最大电阻为35Ω 答案:BC AB.当R3的滑动端在最左端时,电阻为零最小,此时AB间总电阻最小,最小电阻为 Rmin=R1=5Ω A错误,B正确; CD.当R3的滑动端在最右端时,电阻最大,此时AB间总电阻最大,最大电阻为 Rmax=R1+R2R3R2+R3=5Ω+20×2020+20Ω=15Ω D错误,C正确。 故选BC。 20、关于多用电表,下列说法正确的是( ) A.用多用电表测电流时,应先进行机械调零 B.用多用电表测电压时,需将红表笔接低电势点 C.多用电表使用完毕,应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡 D.用多用电表测电阻时,如果指针偏转过小,则应换成倍率较小的挡位,并重新欧姆调零 答案:AC A.用多用电表测电流时,应先进行机械调零,选项A正确; B.用多用电表测电压时,需将红表笔接高电势点,选项B错误; C.多用电表使用完毕,应将选择开关置于OFF挡或交流电压最高挡,选项C正确; D.用多用电表测电阻时,如果指针偏转过小,说明倍率挡选择过低,则应换成倍率较大的挡位,并重新欧姆调零,选项D错误。 故选AC。 21、如图电路是将滑动变阻器作分压器用的电路,C、D为分压器的输入端,A、B为分压器的输出端,把变阻器的滑动片P放在变阻器正中间,下列判断中正确的是( ) A.空载时输出电压为UAB=UCD B.当接上负载R时,输出电压为UAB<UCD2 C.负载电阻R的阻值越小,UAB越接近UCD2 D.接上负载R,滑动片P向上滑动,可实现UAB=UCD2 答案:BD A.设滑动变阻器总电阻R0,空载时,变阻器下部分电阻为R'=12R0,输出电压为 UAB=R'R0UCD=12UCD 选项A错误; BCD.当接上负载R时,负载与变阻器下部分电阻并联,有 R并=RR'R+R'<R' 输出电压为 UAB=R并R0-R'+R并UCD=1R0-R'R并+1UCD<1R0-R'R'+1UCD 当负载电阻R的阻值越小,并联电阻越小,输出电压也越小。UAB越远离UCD2。接上负载R,滑动片P向上滑动,R'变大,并联电阻变大,UAB变大,可实现UAB=UCD2,BD正确,C错误。 故选BD。 22、以下误差属于系统误差的是( ) A.测量小车质量时天平不等臂、或砝码不标准,天平底盘未调平所致的误差 B.用有毫米刻度的尺测量物体长度,毫米以下的数值只能用眼睛估计而产生的误差 C.用百米绳测量物理课本的宽度 D.电压偶然起伏引起电表读数不准 答案:AC A.天平不等臂、砝码不标准、天平底盘未调平等是由于仪器本身不精确而引起的误差属于系统误差,故A正确; B.读数误差属于偶然误差,故B错误; C.用百米绳测量物理课本的宽度,是由实验方法粗略引起的误差,属于系统误差,故C正确; D.电压偶然起伏是由于偶然因素对测量仪器产生的影响,属于偶然误差,故D错误。 故选AC。 23、一块均匀的长方体样品,长为a,宽为b,厚为c.电流沿CD方向时测得样品的电阻为R,则下列说法正确的是( ) A.样品的电阻率为Rbca B.样品的电阻率为Racb C.电流沿AB方向时样品的电阻为Ra2b2 D.电流沿EF方向时样品的电阻为Ra2b2 答案:BC AB.沿CD方向测得的电阻为R,根据电阻定律R=ρLS即有 R=ρbac 那么电阻率为 ρ=acbR A错误,B正确; CD.根据电阻定律,那么沿AB方向的电阻 R'=ρ×abc=(ab)2R 沿EF方向的电阻 R'=ρ×cab=(cb)2R C正确,D错误。 故选BC。 24、测量电阻伏安特性时,用R表示测量电阻的阻值,RV表示电压表的内阻,RA表示电流表的内阻,ΔII表示内外接转换时电流表的相对变化,ΔUU表示内外接转换时电压表的相对变化,则下列说法正确的是( ) A.当R≪RV,且R较RA大得不多时,宜选用电流表外接 B.当R≪RV,且R较RA大得不多时,宜选用电流表内接 C.当ΔII>ΔUU时宜采用电流表内接 D.当ΔII>ΔUU时宜采用电流表外接 答案:AC AB.当R≪RV,且R较RA大得不多时,即有 RVR>RRA 则电流表的分压影响大于电压表的分流影响,应排除电流表的分压影响,采用电流表外接法,A正确,B错误; CD.当 ΔII>ΔUU 时,表明在内外接转换时,电流表的示数变化大于电压表的示数变化,说明电压表的分流影响大于电流表的分压影响,应排除电压表的分流影响,采用电流表内接法,C正确,D错误。 故选AC。 25、两粗细相同的同种金属电阻丝 R1、R2的电流I和电压U的关系图像如图所示,可知( ) A.两电阻的大小之比为R1∶ R2=3∶1B.两电阻的大小之比为R1∶ R2=1∶3 C.两电阻丝的长度之比为L1∶ L2=3∶1D.两电阻丝的长度之比为L1∶ L2=1∶3 答案:BD AB.I-U图像的斜率表示电阻的倒数,则有 1R1=31=3Ω-1 ,1R2=11=1Ω-1 则两电阻的大小之比为 R1R2=13 故A错误,B正确; CD.根据电阻定律 R=ρLS 可得 L=RSρ 由题意可知S、ρ相同,则 L1L2=R1R2=13 故C错误,D正确。 故选BD。 填空题 26、双刀双掷开关常用于改变电流方向或电学元件的连接方式,某同学在实验室中自制了一块电流、电压两用电表,电路如图所示。S是双刀双掷开关(e、f之间绝缘),a、b、c、d、e、f为接线柱,双刀双掷开关的触刀掷向a、b时,e与a接通,f与b接通;触刀掷向c、d时e与c接通,f与d接通。灵敏电流表G的量程为0~0.1A、内阻为50Ω,电阻R1的阻值为100Ω,R2的阻值为10Ω。 (1)触刀掷向a、b时,此表用作___________,量程为___________; (2)触刀掷向c、d时,此表用作___________,量程为___________; 答案: 电压表 0~15V 电流表 0~0.6A (1)[1][2]触刀掷向a、b时,电流计与R1串联,则此表用作电压表,量程为 U=IG(RG+R1)=0.1×(50+100)V=15V (2)[3][4]触刀掷向c、d时,电流计与R2并联,则此表用作电流表,量程为 I=IG+IGRGR2=0.1A+0.1×5010A=0.6A 27、(1)如图,平行板电容器与直流电源相连,两板间有一点P,闭合开关给电容器充电后,然后断开,若把下极板向下移动一段距离,则电容器的电容________,P点场强________(均选填“变大”、“不变”或“变小”)。 (2)电子绕核运动可等效为一环形电流,设氢原子中的核外电子以速率v在半径为r的圆轨道上运动,用e表示电子的电量,则其等效电流的电流强度等于________。 (3)如图所示,电荷均匀分布在半圆弧上,它在这半圆弧中心O点处产生的电场的场强大小为E0,一过O点的倾斜直线将半圆弧分为两部分,其中α=60°,则所分出的较小的这部分圆弧上的电荷在点O产生的电场的电场强度大小为________。 答案: 变小 不变 ev2πr E02 (1)[1]电容器充电完毕后和电源断开即Q不变,则当d增大、S不变时,Q不变,由C=εS4πkd可知,电容减小; [2]由公式C=εS4πkd、C=QU和E=Ud得 E=4πkQεS 可知,板间场强E不变,P点场强不变; (2)[3]根据公式:I=Qt,等效电流的电流强度 I=eT=e2πrv=ev2πr (3)[4]因为α是60°,假设圆弧上都是正电荷 解法一:正好可以按照60°把半圆弧三等分,则每一部分在O点处的场强大小均相等设为E',方向如图 依题意,半圆弧在O点的合场强为E,根据矢量合成,可得 E0=2E' 所以 E'=E02 解法二:根据对称性,做出圆弧上的电荷在O点产生的电场分布,如下图所示 由平行四边形定则得到较小这部分圆弧上的电荷在O处的电场强度 E=E0sinα2=E0sin60°2=E02 28、请完成下列各表的读数,把答案填在图下的横线上 。 (1)量程为0~3 V和0~3 A的电表。读数___________,读数___________ (2)量程为0~15 V的电压表读数。读数___________,读数___________,读数___________ (3)量程为0~0.6 A的电流表读数 。读数___________,读数___________,读数___________,读数___________ 答案: 0.90 V 1.90 A 10.0 V 10.5 V 10.2 V##10.3 V 0.40 A 0.50 A 0.22 A 0.52 A (1)[1][2]量程为0-3V的电压表,分度值为0.1V,由图可知,其读数为0.90V;量程为0-3A的电压表,分度值为0.1A,故其读数为1.90A。 (2)[3][4][5]量程为0~15V的电压表,分度值为0.5V。由图可知,读数分别为10.0V、10.5V、10.2V。 (2)[6][7][8] [9] 量程为0~0.6A的电流表,分度值为0.02A。由图可知,读数分别为0.40A、0.50A、0.22A、0.52A。 小提示:确认所用电表对应量程的分度值,再根据表盘指针所指位置进行读数即可。 29、测金属丝的电阻率实验,需要用螺旋测微器测量金属丝的直径,用伏安法测出金属丝的电阻,请回答下面问题: (1)如图所示,螺旋测微器测量金属丝直径的读数为________mm。 (2)用伏安法测电阻时,若待测电阻Rx约为150Ω,电流表内阻RA约为20Ω,电压表内阻RV约为5kΩ,应该用图中的________电路(填“①”或“②”)。 (3)如果金属丝长度为L,直径为d,电压表读数为U,电流表读数为I,则计算金属丝电阻率的表达式为ρ=_________。 答案: 6.722 ① πUd24IL (1)[1]6.5mm+22.2×0.01mm=6.722mm (2)[2]经过计算有 RVRA=5000×20Ω ≈ 316Ω Rx ≈ 150Ω 则 RVRA> Rx 则Rx为小电阻,电流表应采用外接法,故选① (3)[3]根据 R=UI R=ρLS=ρLπ(d2)2 得 ρ=πUd24IL 30、用螺旋测微器测得导线的直径如图所示。其读数是________ mm。 答案:0.700 螺旋测微器测得导线的直径为 d=0.5mm+0.01mm×20.0=0.700mm 28- 配套讲稿:
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