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文档简介

1、菁优网15.4探究焦耳定律的初中物理组卷一. 选择题(共8小题)1. (2012北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()d.电脑a. 电视机b.电热毯c.电风扇2. (2012泰安)电烙铁通电一段时间后变得很烫,而连接电烙铁的导线却没有明显发热,这是主要是因为()a. 导线的绝缘皮隔热b. 导线散热比电烙铁快c. 通过导线的电流小丁通过电烙铁的电流d. 导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻3. (2011*株洲)某阻值为4q的定值电阻,通过的电流为0.5a,则lmin产生的热量是()a. 2jb. 30jc. 60jd. 120j4. (2008*天水)下列说法小正确的是()a. 通过导体

2、的电流为零,导体的电阻也为零b. 导体的电阻由加在它两端的电压和通过它的电流的大小决定c. 通过导体的电流越大,产牛的热量越多d. 通过导体的电流和通电吋间一定吋,导体电阻越大产生的热量越多5. (2007*淄博)叩、乙两段导体通电时间相同,卬的电阻是乙的3倍,卬、乙产生的热量z比是2: 3,则通过卬、乙两导体的电流z比是()a. 2: 3b. 2: 1c. 9: 2d.返:36. (2010鼓楼区一模)现有两个灯泡li、l2, li标有“6v、3w"字样,l?没有标记,实验测得l?的电阻为6q将 li、l2串联接在某一电路中,两灯li、l2均能正常发光(忽略温度对电阻的影响),下列

3、计算结果正确的是()a. 该电路两端的总电压为9vb. 灯l2的额定功率为3wc. 相同时间内,灯li、b消耗的电能z比wi: w2=3: 1d. 相同时间内,灯li、l2产生的热量之比qi: q2=l: 17. (2006*扬州)如图所示,电源电压为6v, ri=10q, r2=20q, r3=5q.闭合开关si后,当s?, s3全部闭合和全部断开时,在相同的时间内电流通过ri产牛的热量之比是(川r3a. 4: 9b. 9: 4c. 2:d. 3: 28. (20()5青岛)将两电热丝ri、r?串联起来,接在电路中.如图所示,若r>r2,则先被点燃的火柴是:(二. 填空题(共6小题)9

4、. (2()11宜宾)甲、乙两定值电阻的电压与电流的图象如图所示,则甲、乙两电阻的阻值之比r甲:r乙二;将甲、乙两电阻并联后接在电压为3v的电源两端,都在10s内,甲、乙两电阻产生的热量之比q甲: q 乙=-1().(2(x)7兰州)如图所示电路,电源电压怛定不变,电阻r1=20q,r2=60q.当s断开时,电流表的示数为a;当s闭合时,电流表的示数为a,电路lmin内总共产生的热量为j.11. (2013绥化)两个定值电阻ri和r2,已知ri=3r2若将它们串联在电路中,保持电源电压不变,则ri和r2两端的电压z比是;在相同吋间内,电流通过r和r2产生的热量z比是12. (2011*娄底)两

5、定值电阻丝ri=440q, r2=220q,若将&和r2串联后接到220v的电源上,在相同时间内,&和r2上产生的热蜃之比是13. (2011*成都)一台"220v l()0()w的电热水器,正常工作l()min消耗的电能是 j;如果它的电源线比标准的细,则它的电阻比标准电源线的电阻大,产生的热量14. (2()1()宁徳)小刚自制了一只简易的“电驱蚊器,其主要元件是一个阻值为1.0x104q的电阻,当两端的电压为220v时,流过元件的电流为a,工作lomin产生的热量为j.三. 解答题(共3小题)15. (2013*宿迁)在探究"影响电流热效应的因索实验中

6、:(1) 为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温 度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,來判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫_ 若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用 (选填“煤汕或“水),理由 是(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭介开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表屮;然后移动滑动变阻器滑片改变电流人小,重复上述操作,获得第二组数据(见表).实验次数电流/a通电时间/s电阻/q温度升高量/°c10.330101.520.630106.0由此得出:同一导体,在通电时间相

7、等时,电流,其产生的热量(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中 (选填7或爼)烧瓶与甲图中的烧瓶 (选填“串联或“并联)甲乙16. (2012*肇庆)如图(甲)所示,两只相同的烧瓶里装有同样的煤汕,它们的初温相同,实验小组同学利用该装 置探究“电流的热效应与电阻的关系.(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整(要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变j1连线不 得交叉)(2)两烧瓶中电阻丝的材料、横截而积均相同,由图可知:两电阻丝的阻值r,rb (选填“、“或)(3)通电一段时间后,a、b两温度计的示数如图(乙)所示,则b的示数是°

8、;c.由此可知:在相同的时间内,电流一定时,电阻越,它产生的热量越.4034tv>sso忆(4)若将图(甲)的电路改成图(丙)所示,通电一段时间后,温度计的示数较大.(选填“a或“b)17(201l防城港)如图所不是某型号的电热水壶及铭牌,请根据铭牌所提供的信息,求:(1)电热水壶正常工作吋电热丝的电阻是多大?(2)电热水壶正常工作5mhi产生的热量是多少焦?(3)若夏天用电高峰时电热水壶的实际工作电压只有200v,不考虑电热丝电阻随温度的变化,则电热水壶的实际 功率为多少瓦?(结果保留一位小数)电热水壶3产品型号:bw15额定电压:220 v额定功率:2200 w额定频率:50 hz容

9、 :2 l15.4探究焦耳定律的初中物理组卷参考答案与试题解析一. 选择题(共8小题)1. (2012*北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()a. 电视机b.电热毯c.电风扇d.电脑考点:电流的热效应、化学效应和磁效应.专题:应用题.分析:当电流通过电阻时,电流做功而消耗电能,产牛了热量,这种现象叫做电流的热效应.一方血,利用电流 的热效应可以为人类的牛产和主活服务;另一方面,电流的热效应也有一些不利因索.任何通有电流的导 线,都町以在其周围产生磁场的现彖,称为电流的磁效应.解答:解:a、电视机也是利用了电流的磁效应来工作的,故a错误;b、电热毯是利用了电流的热效应,來加热的,故b正确

10、.c、电风扇利用电动机带动工作,利川了电流的磁效应.故c错课;d、电脑的部分部件利用了电流的磁效应.故d错误;故选b.点评:主要考查电流的热效应、电流的磁效应和电流的化学效应在生活中的应川实例,只冇认真把握它们的定义, 才能真正区分它们利用的是哪一个效应.体现了物理来源于生活,又服务于社会的理念.2. (2012泰安)电烙铁通电一段时间后变得很烫,而连接电烙铁的导线却没有明显发热,这是主要是因为()a. 导线的绝缘皮隔热b. 导线散热比电烙铁快c. 通过导线的电流小于通过电烙铁的电流d. 导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻考点:焦耳定律;影响电阻大小的因素.专题:应用题.分析:电烙铁和铜导线串

11、联,通过的电流和通电时间相同,根据焦耳定律q=i2rt可知,电阻越人电流产生的热量 越多,据此分析判断.解答:解:电烙铁在使用时,电烙铁和铜导线串联,i电烙铁=1 #线,通电时间t相同,* q=i2rt, r电烙铁r导线,电流产生的热量:q电烙铁q导线,从而出现通电一段时间示电烙铁变得很烫、而连接电烙铁的铜导线却不怎么热的现象; 由以上分析可知,选项a、b、c错,d正确.故选d.点评:本题考查了学牛对焦耳定律、串联电路电流特点的了解和掌握,知道铜导线和电烙铁连接方式为串联是本 题的关键.3. (2011*株洲)某阻值为4q的定值电阻,通过的电流为0.5a,则lmin产生的热量是()a. 2jb

12、. 30jc. 60jd. 120j考点:焦耳定律.专题:计算题.分析:先将lmin换算成60s,然后根据焦耳定律公式q=i2rt进行计算.解答:解:lmin=60s,lmin 产生的热量:q=i2rt= (0.5a) 2x4qx60s=60j.故选c点评:本题考查了焦耳定律公式的应用,比较简单.4. (2008天水)下列说法中正确的是()a. 通过导体的电流为零,导体的电阻也为零b. 导体的电阻由加在它两端的电压和通过它的电流的人小决定c. 通过导体的电流越人,产生的热量越多d. 通过导体的电流和通电时间一定时,导体电阻越大产生的热最越多考点:电阻;焦耳定律.专题:压轴题;定性思想;控制变量

13、法.分析:影响电阻人小的因素是材料、长度的横截面积,与是否有电流、电压无关.电流通过导体产生的热虽与电流的二次方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比.解答:解:电阻是导体本身的一种性质,它的大小决定于导体的材料、长度和横截血积,与导体中的电流和导体 两端的电压都无关.故选项a、b都是错的;焦耳定律告诉我们:电流通过导体产牛的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电 时间成正比.也就是说电流通过导体产生的热量多少是由三个因素共同决定的,而选项c缺少“电阻一定和 通电时间一定这一条件,无法比较人小电流产生热量的多少,故选项d是正确的.故选d.点评:木题考査了电阻大小与什么因素有

14、关和电流产牛的热量与什么因素有关,这两个问题都属于多因素问题, 在物理学中,对于多因素问题,常采用控制变虽法去研究.5. (2()()7淄博)甲、乙两段导体通电时间相同,甲的电阻是乙的3倍,甲、乙产生的热量z比是2: 3,则通过甲、 乙两导体的电流之比是()a. 2: 3b. 2: 1c. 9: 2d. 2: 3考点:焦耳定律.专题:压轴题;推理法.分析:根据焦耳定律q=krt,采取假设法(假设通电时间为t,甲的电阻为3q,乙的电阻1q,甲产生的热最为2j, 乙产生的热虽为3j,求出通过的电流再求比值)为求解.解答:解:根据题意,假设通电时间为t,卬的电阻为3,乙的电阻1,甲产生的热量为2,乙

15、产生的热量为3, vq=i2rt,通过甲导体的电流:点评:采川"假设法的好处就是可以避免因计算结果颠倒而出错,这种方法也适川于其它求比值问题.6. (2010*鼓楼区一模)现有两个灯泡li、l2, li标有“6v、3w"字样,l?没有标记,实验测得l?的电阻为6q.将 li、l2串联接在某一电路中,两灯li、l2均能正常发光(忽略温度对电阻的影响),下列计算结果正确的是()a. 该电路两端的总电压为9vb. 灯l2的额定功率为3wc. 相同时间内,灯l、l2消耗的电能之比wi: w2=3: 1d. 相同时间内,灯li、l2产生的热量之比qi: q2=l: 1专题:分析:考点

16、:电功的计算;焦耳定律.计算题;应用题;压轴题.根据串联电路处处电流进行分析,已知l1的额定功率和额定电压,利用i冷和r二怜分别求出串联电路小的电流和灯li的电阳l再利用u=1r和p=ui分别求出l2的额定电压和额定功率;根据串联电路两端的电压等于各部分电压之和求出串联电路两端的电压;已知两灯泡的额定功率和工作的时间,利用w=pt和q=i2rt分别求出两灯泡消耗的电能之比和产生的热量 z比.解答:p解:电路中的电流为i=#=¥=0.5a;l的电阻为珀=¥=驾件=120;l2的额定电压和额定功率分别为u2=1r2=0.5ax6q=3v,p2=u2i=3vx0.5a=1.5w;

17、串联电路两端的总电压为u二u1 +u2=6v+3v=9v ;相同时间内两灯泡消耗的电能之比为w: w2=pit: p2t=3w: 1.5w=2: 1;相同吋间内两灯泡产生的热量z比为q|: q2=i2rit: i2r2t=ri: r2=12q: 6q=2: 1. 故选a.点评:本题是一道电学综合计算题,考查了串联电路的特点以及欧姆定律、功率、电功、热量的计算公式的应用 情况;熟记功率的定义式以及变形公式,并会根据具体情况选择合适的计算公式;知道电能和热量的不同z处,即电能指电路消耗的电能,热量指转化为热量的电能.7. (2006扬州)如图所示,电源电压为6v, ri=10q, r2=20q,

18、r3=5o.闭合开关si后,当s?, s3全部闭合和全 部断开时,在相同的时间内电流通过r产生的热最之比是()局r3考点 专题 分析a. 4: 9b. 9: 4c. 2: 3d. 3: 2焦耳定律;电功与热量的综合计算.推理法.9 tj2电阻是纯电阻,根据q=w=pt=frt=4-t,可知同一导体,在不同的电路屮相同的时间内时电热之比二电功z比二功率乙比=电流z比的平方二迫压z比的平方.便用公式时灵活的选择.解答:解:当开关都闭合时,r3被短路,r1与r2并联,此时r1两端的电压为电源电压u;当开关s闭合,s2, s3全部断开时,r2被开路,r1与r3串联,此时r|: r2=u1: u2=10

19、q: 50=2: 1,则此时r1两端的电压为u|=2u, 则跟(寻)2=(县)=9: 4.y2 u1-u3故选b.点评:同一导体,在不同的电路中热量2比=电功乙比=功率乙比=电流z比的平方=电压z比的平方.使用时注意 公式的选择.本题的难点是对电路连接方式的分析以及公式的选择.如图所示,若ri>r2,则先被点燃的火柴是:(8. (2()()5青岛)将两电热丝ri、r2串联起来,接在电路屮.b.电护丝r2上的火柴d.无法确定a.电炉丝r上的火柴c.两电热丝上的火柴同时被点燃考点:焦耳定律.专题:应用题;压轴题.分析:在电流和通电时间一定时,电阻越人产生的热量越多,则温度就越高.解答:解:因

20、为两电热丝ri、r?串联,所以通过它们的电流和通电时间都相同.根据焦耳定律q=i2rt可知,在电流和通电时间一定时,电阳越大产生的热量越多. 因为ri>r2,所以qi>q2,电炉丝ri的温度高,火柴先被点燃.故选a点评:木题考杏了学生对焦耳定律的理解和丿应用,解答时要注意串联时电流和时间都相同.二. 填空题(共6小题)9. (2011*宜宾)甲、乙两定值电阻的电压与电流的图象如图所示,则甲、乙两电阻的阻值之比r甲:r/,= 2: 1;将甲、乙两电阻并联后接在电压为3v的电源两端,都在10s内,甲、乙两电阻产主的热量之比q甲:oc 1:2 .考点:欧姆定律的应用;并联电路的电压规律;

21、焦耳定律.专题:计算题;压轴题;信息给予题.分析:从图彖上选取一点,找到对应的电压和电流,根据欧姆定律求出电阻的大小,进一步求出比值,根据公式 口2q二可求甲、乙两电阻产生的热量之比.解答:解:对于电阻甲,当甲两端的电压为3v时,通过的电流为0.3a,电阻r屮=-=10q,0. 3k对于电阻厶当乙两端的电压为3v时,通过的电流为。.6a,电阻“盏亠, 所以 r 甲:r 乙=10q 50=2: 1,u2甲、乙两电阻产生的热量之比器二寻=罷=需誌.q乙呼 r甲10。 2故答案为:2: 1 ; 1 : 2.点评:本题考查电阻和热量的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是从图象上得岀数据解决问题,

22、要记 住并联电路电压的规律.根据图彖分析问题是今后考试的一个重点内容.10. (2007兰州)如图所示电路,电源电压恒定不变,电阻r1=20q, r2=60q.当s断开时,电流表的示数为0.3 a;当s闭合时,电流表的示数为0.4 a,电路imin内总共产生的热量为144 j.考点:欧姆定律的应用;并联电路的电流规律;焦耳定律.专题:计算题;压轴题.分析:s断开时,只有&接入电路,则由欧姆定律町求得电源电压;s闭合时,两电阻并联,电流表测干路电流, 则由欧姆定律可求得通过r2的电流,由并联电路的电流规律可知电流表的示数;由焦耳定律可求得电路在lmin内产生的热量;解答:解:当s断开时,

23、由欧姆定律可得:电源电压 u=iir=().3ax2()q=6v;当s闭合时,ri两端的电压不变,故通过ri的电流不变;通过 12 的电流:i2=-=0.1a;尺2 60则由并联电路的电流规律可得:电流表的示数 1=11+12=0.3 a+0.1 a=0.4a ;由焦耳定律可得:电路在 lmin 内共产生的热量 q=i2rt=uit=6vx0.4ax60s= 144j:故答案为:().4; 144.点评:木题考杳欧姆定律及焦耳定律的使用,要求学生能正确分析电路,明确电路的结构才能正确应用物理规律 求解.11. (2013绥化)两个定值电阻ri和r2,已知ri=3r2若将它们串联在电路中,保持电

24、源电压不变,则ri和r? 两端的电压之比是3: 1;在相同时间内,电流通过ri和r?产生的热量之比是3: 1.考点:欧姆定律的应用;串联电路的电流规律;焦耳定律的计算公式及其应用.专题:应用题;电路和欧姆定律;电为热、生活用电.分析:根据串联电路的电流特点和欧姆定律求出ri和r2两端的电压z比,再根据焦耳定律求出电流通过ri和 r2产生的热最之比.解答:解:两电阻串联吋,串联电路屮各处的电流相等,根据欧姆定律可得:ujri gu2ir2"r2_t在相同时间内,电流通过r)和r2产生的热量z比:q1j2r1tju3q2i2r2tr2-故答案为:3: 1 ; 3: 1.点评:木题考查了串

25、联电路的电流特点和欧姆定律、焦耳定律的应川,是一道基础题冃.12. (2011*娄底)两定值电阻丝ri=440q, r2=220q,若将r和r2串联后接到220v的电源上,在相同时间内,&和r。上产牛的热量之比是2: 1.考点:焦耳定律的计算公式及其应用.专题:计算题.分析:ri和r2串联流过它们的电流相等,由q=i2rt可求出它们产牛的热量之比.解答:解:ri和r2串联流过它们的电流1相等,在相同的时间内.ri和r2上产生的热量z比2ql_ i ri t _r二440q 二202i2 r2t"r2220"*故答案为:2: 1.点评:木题考查了串联电路的特点、焦耳定

26、律q=i2rt,是一道基础题.13. (2011*成都)一台“220v1000w"的电热水器,正常工作lomin消耗的电能是6xlq5 j;如果它的电源线比标准的细,则它的电阻比标准电源线的电阻大,产牛的热量一多.考点:电功的计算;焦耳定律.专题:计算题.分析:已知电热水器的额定功率和工作时间,根据公hw=pt可求消耗的电能,如果它的电源线比标准的细,也就 是说横截面积较小,则它的电阻较人,根据公式q=i2rt可知,产生的热量的变化.解答:解:正常工作lomin消耗的电能是w=pt= 1 ooowx 10x60s=6x 105j,电路电流不变,当它的电源线比标准的 细,则它的电阻较人

27、,根据公式q=i2rt njftl,相同的时间内产生的热量变多. 故答案为:6x 105 ;多点评:本题考查消耗电能的计算和导线产生热量的问题,关键是公式及其变形的灵活运用,还要注意大功率用电 器的电源线不能太细,否则会发牛危险.14. (2010宁德)小刚自制了一只简易的“电驱蚊器,其主要元件是一个阻值为1.0x104q的电阻,当两端的电压为 220v时,流过元件的电流为0.022 a,工作lomin产生的热量为2904 j.考点:焦耳定律的计算公式及其应用;欧姆定律的应用.专题:计算题;压轴题.分析:知道元件的电阻和所加电压,利用欧姆定律求流过元件的电流;再利用焦耳定律q=i2rt求“电驱

28、蚊器工作lomin产生的热量.解答:解:流过元件的电流:ii 220v1=-=y=0.022a,r i.ox io4oq=i2rt= (0.022a) 2xl.0xl04qxl0x60s=2904j.故答案为:0.022; 2904.点评:本题考查了学生对欧姆定律、焦耳定律的掌握和运用,属于基础题h三. 解答题(共3小题)15. (2013*宿迁)在探究"影响电流热效应的因素实验中:(1)为了探究电热器产生的热量与电流的关系,小明设计了卬图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温 度计,通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究方法叫 转换法.若

29、他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显,应选用 煤油 (选填“煤油或"水),理由是 煤油比热 容小,相筹的质最吸收相同的热最,温度上升明显.(2)小明先测最烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高最填入表 中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见表).实验次数电流/a通电时间/s电阻/q温度升高量/°c10.330101.520.630106.0由此得出:同一导体,在通电吋间相等吋,电流越大,其产生的热量_越多.(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,同时选择乙图中b (选填

30、“a或“b) 烧瓶与甲图中的烧瓶 串联 (选填“串联或"并联)甲考点:焦耳定律.专题:探究空实验综合题.分析:(1)掌握转换法在实验中的应用,通过比较烧瓶内温度的变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多 少;为了实验效果更加明显,实验应釆用比热容较小的液体;(2)分析表格中数据相同的量和不同的量,判断温度升高的影响因素;(3)要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,电阻不同.解答:解:(1)实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少,这种研究 方法叫转换法;山于煤油的比热容较小,质量和同吸收热量和同时,温度变化比较明显,应选用煤油

31、进行实验;(2)市表格中数据知,通电时间和电阻相等,电流增大为原来的2倍,温度升高为原来的4倍,即产牛的 热量为原来的4倍,可知通电时间和电阻相等,产生的热疑与电流的2次方成正比;(3)若要探究电热器产生热量与电阻的关系,应保持电流和通电时间相等,电阻不同,所以应该选择b烧 瓶和甲图中的烧瓶串联.故答案为:(1)转换法;煤油;煤油比热容小,相等的质量吸收相同的热量,温度上升明显;(2)越大; 越多;(3) b;串联.点评:本题考查的是影响电流热效应的因索实验,考査了温度变化与比热容的关系,考查了控制变量法在实验中 的应用,要探究产生热最的多少和其中一个最之间的关系,需保持其它最不变,注意实验数

32、据的分析,同 时涉及到了串联电路电流的特点.16. (2012肇庆)如图(甲)所示,两只相同的烧瓶里装冇同样的煤油,它们的初温相同,实验小组同学利用该装 置探究“电流的热效应与电阻的关系".(1)请用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整(要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变r连线不 得交叉)(2)两烧瓶中电阻丝的材料、横截而积均相同,由图可知:两电阻丝的阻值ra < rb (选填“>、“<或=)(3)通电一段时间后,a、b两温度计的示数如图(乙)所示,则b的示数是35°c.由此可知:在相同的时间内,电流一定时,电阻越.犬,它产生的热量越一多0 (4

33、030b 皿-111 匸>(4)若将图(甲)的电路改成图(丙)所示,通电一段时间后,a温度计的示数较大.(选填“a或“b)考点:焦耳定律.专题:压轴题;实验探究题;电与热、生活用电.分析:(1)滑动变阻器、两电阻丝串联接入电路,注意滑动变阻器耍接上面的接线柱.(2)导体电阻由导体材料、长度、横截而积决定,在材料、横截而积相同的情况下,导体越长,导体电阻 越人,根据图甲所示导体长度间的关系.判断两电阻的阻值人小.(3)根据图乙b所示温度计,确定温度计的分度值,然后读出温度计的示数;根据实验条件、温度计示数 进行分析,从而得出实验结论.tt(4)由图丙可知,两电阻丝并联,根据电阻人小、由并联电路特点及电功公式w二斗t判断哪个温度计示r数大.解答

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