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文档简介

中考物理电学实睑常考知识点与真题总结

电学实验部分知识汇总

一.读数:

1.游标卡尺:数据=精确值+精度X位置

精确值:看游标尺的零刻线在主尺上的位置

精度:1鲁丁有10分度(0.1mm)、20分度(0.05mm)、50分度(0.02mm)

分度数

位置:从游标尺上零刻线一次标度,找游标尺上与主尺刻线对齐的位置

数据特点:游标卡尺不估读

A.十分度的以mm为单位小数点后有一位小数,末尾数字为0、1、2、3等

B.二十分度的以mm为单位小数点后有两位小数,末尾数字为0、5

C.五十分度的以mm为单位小数点后有两位小数,末尾数字为0、2、4、6、8

2.螺旋测微器:数据=主尺数据+精度x螺旋尺位置

主尺数据:看螺旋尺做边缘在主尺上的位置

0.5mm

精度:=0.01mm

50

螺旋尺位置:看主尺轴线在螺旋尺上的位置

数据特点:游标卡尺必须估读以mm为单位小数点后有三位小数

3.电压表、电流表:数据=精确值+精度x估读位置

精确值:读取左边刻线数据

精度:最小一格所代表的数据

A.精度含1则:数据=精确值+精度xR(n=0、1、2、3------------9)

读到精度的下一位,末尾数字为0、1、2、3------------9

B.精度含5贝I]:数据=精确值+精度x](n=0、1、2、3、4)

读到精度的本位,末尾数字为0、1、2、3--------9

C.精度含2则:数据=精确值+精度x](n=0、1)

读到精度的本位,末尾数字为0、1、2、3--------9

4.电阻表'电阻箱读书:

电阻箱:各个旋钮读书x倍率,最终相加

电阻表:数据=读书x倍率

5.刻度尺

二.测量电路

物理背景:设电压表读数为U电流表读数I

A测=~H血=~~R*

1I/真一卷>-「=^1"丁®—

Uyy-11—XS>

L外接法:电流表处于电压表两接线柱外侧图,甲乙

由于U=U真/=/真+、>/心得R激<R具

当月<<(时,(趋近于零英,则3%

适应于测量阻值小的电阻

2.内接法:电流表处于电压表两接线柱内侧如图乙

由于U=U真+U,>U真/=/真得火测〉及总

当Rx»RA时,UA趋近于零UaU真,则H测。R箕

适应于测量阻值大的电阻

总结:小电阻住小房子,用外接法;大电阻住大房子,用内接法。

3.接法的选择:

A.比值比较法:

当时,贝人尺为大电阻,住大房子,用内接法

RxRA

当土〉幺时,贝IJ:4为小电阻,住小房子,用外接法

Rx&

B.临界值判断法:

当&>此>时,贝/段为大电阻,住大房子,用内接法

当薄时,贝|J:凡为小电阻,住小房子,用外接法

C试触法:

电压表示数偏转不明显或者电流表示数偏转明显,贝h4为大电阻,住大房子,

用内接法

电压表示数偏转明显或者电流表示数偏转不明显,贝IJ:尺为小电阻,住小房子,

用外接法

三.控制电路

图甲一~~子」图乙—Q

1.限流式接法:变阻器中部分有电流,滑片所在支路无电阻,变阻器一上一下接,

变阻器对电阻的电流和电压起到限制和控制的作用,如图甲

_•R

R

两种接法的电路图o

,1<」

负载火上电压的调节范

RE<U<E

0<U<E

国R+Ro~~

负载R上电流的调节范

E

卜:OMW

R

国R+RC-R

2.分压式接法:变阻器中所有部分都有电流,滑片所在支路接了电阻,变阻器一

上两下接,变阻器对电阻的电流和电压起到调节作用,如图乙,采用分压式接法

滑动变阻器通常用阻值小的,注意开关S闭合前滑动变阻器的触头应移到使滑片

支路分得电压为零的一端

3.选择:

A.探究伏安特性曲线或者要求电流电压从零开始连续可调,采用分压式接法

B.待测电阻值与滑动变阻器最大值相差不多或者比最大值小,采用分压式接法;

限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多或

比滑动变阻器的最大电阻还小).

C测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大),采用分压式接法

D.分压式、都可以采用时,采用限流式,方便且节能

E.便于操作和测量,相比待测电阻变阻器电阻丝每一圈电阻值大小要合适,使电

表指针偏转不可不明显也不可太过于明显

四.仪器的选择

(1)电流表、电压表的选择:

A.为了安全,不超量程:

B.为了精确,不超量程前提下选择小量程,指针偏过表盘三分之一以上

C.便于操作和测量,指针偏转不可不明显,也不可太过于明显

(2)滑动变阻器的选择:按照限流式和分压式的选择要求

五.测电源电动势和内阻

(一)电流表'电压表搭配

图乙

1.实验原理

(1)实验依据:闭合电路欧姆定律U+Ir=E.

(2)计算法处理数据:

(/.=/.—/.r

£和,■的求解:由U+〃=E得,,解得£、r

111=E—hr

六组数据得三个方程组,解得三组£、〃,求平均值

图像法处理数据:

情况一:以电流1为横轴,电压U为纵轴U=-rI+E

A.图线纵轴截距为£;

B.图线横轴截距为/短=气

r

C图线的斜率表示r=产,/

IF

情况二:以电压U为横轴,电流I为纵轴/=」。+人

rr

A.纵轴截距/短=";

r

B.图线与横轴交点为E;

C图线的斜率表示尸的倒数;

(4)系统误差分析:

图甲:内接法

r测~"~r<r口F测E<E

r+&r+Rv

内阻和电动势测量值都比真实值小,但误差比较小,因此通常选甲图

图乙:外接法

r测=r+RA>r£测=E

内阻测量值比真实值大,电动势测量值等于真实值,但内阻误差太大,因此通常

不选乙图

说明:采用内接法,由于电压表中的电流引起系统误差;采用外接法,由于电流

表上的电压引起系统误差;而满足实验要求的滑动变阻器不产生系统误差,因为

本实验是测电动势和内阻而不是测待测电阻的阻值,所以对于滑动变阻器的选择

以便于操作'安全'满足实验要求为原则,而与内外接法无关

2.实验器材

电池、电压表、电流表'滑动变阻器、开关、导线、坐标纸和刻度尺.

3.基本操作

(1)电流表用0.6A的量程,电压表用3V的量程,按实验原理图连接好电路.

(2)把变阻器的滑片移到使阻值最大的一端.

(3)闭合开关,调节变阻器,使电流表有明显示数并记录一组数据⑺、Ui).用同样

的方法再测量几组/、。值,填入表格中.

(4)断开开关,拆除电路,整理好器材.

4.总结

实验数据求E、尸的处理方法

A.列多个方程组求解,再求小尸的平均值.

B.图象法处理:以路端电压。为纵轴,干路电流/为横轴,建坐标系'描点'连

线,纵轴截距为电动势与直线斜率A的绝对值为内阻尸.

注意事项

A.为了使路端电压变化明显,可使用内阻较大的旧电池.

B.电流不要过大,应小于0.5A,读数要快.

C要测出不少于6组的(/,⑺数据,变化范围要大些.

D.若。一/图线纵轴刻度不从零开始,则图线和横轴的交点不再是短路电流,内

阻应根据,=|当确定.

△/

E.电流表要内接(因为厂很小).

误差来源

A.偶然误差:用图象法求E和/一时作图不准确.

B.系统误差:电压表分流.

(二)电压表、电阻箱搭配(图甲)

—0-

图乙

实验原理

(1)实验依据:闭合电路欧姆定律U+Ir=E.

(2)计算法处理数据:

E和厂的求解:由。+—r=E得5+&=£、U,+^-r=E,解得笈、厂

RT&-R2

六组数据得三个方程组,解得三组r,求平均值

图像法处理数据:

情况一:以,为横轴,工为纵轴得-=

URRxUr

A.图线纵轴截距数值为二;

B.图线横轴截距数值为上;

E

C.图线的斜率表示“

r

情况二:以,为横轴,,为纵轴L=_l_L+_L

RUUERE

A.图线纵轴截距数值为工;

E

B.图线横轴截距数值为1;

r

C图线的斜率表示工;

E

(4)系统误差分析:

内阻和电动势测量值都比真实值小

(三)电流表、电阻箱搭配(图乙)

实验原理

(1)实验依据:闭合电路欧姆定律U+Ir=E

(2)计算法处理数据:

E和厂的求解:由/R+/r=E得人与+//=石、I2R2+I2r=E,解得£、

六组数据得三个方程组,解得三组小厂,求平均值

图像法处理数据:

情况一:以;为横轴,R为纵轴得R=Ej-r

A.图线纵轴截距数值为尸;

B.图线横轴截距数值为三;

E

C图线的斜率表示E

情况二:以R为横轴,1为纵轴得'=!/<+三

IIEE

A.图线纵轴截距数值为工;

E

B.图线横轴截距数值为r;

C图线的斜率表示:;

(4)系统误差分析:

r测=r+>r£测=E

内阻测量值比真实值大,电动势测量值等于真实值

(四)伏伏法

-------h-------------

用两个电压表可测得电源的电动势,电路如图12所示.测量方法为:断开S,测

得Vi、V2的示数分别为5、th,止匕时,E=5+U2+!?r,Rv为V1的内阻;再

RY

闭合S,S的示数为此时解方程组可求得小r.

RY

(五)粗测法:用一只电压表粗测电动势,直接将电压表接在电源两端,所测值近

似认为是电源的电动势,此时。="7?七区需满足Rv》r.

Av+r

六.探究小灯泡伏安特性曲线

L实验原理

(1)测多组小电珠的。、/的值,并绘出/-U图象;

⑵由图线的斜率反映电流与电压和温度的关系.

2.实验器材

小电珠“3.8V,0.3A”、电压表“0〜3V〜15V”、电流表“0〜0.6A〜3A”、滑动变

阻器、学生电源、开关、导线若干、坐标纸、铅笔.

3.实验步骤

(1)画出电路图(如实验原理图甲).

⑵将小电珠、电流表、电压表、滑动变阻器、学生电源、开关用导线连接成如

实验原理图乙所示的电路.

⑶测量与记录

移动滑动变阻器触头位置,测出12组左右不同的电压值。和电流值/,并将测

量数据填入自己设计的表格中.

(4)数据处理

①在坐标纸上以。为横轴,/为纵轴,建立直角坐标系.

②在坐标纸上描出各组数据所对应的点.

③将描出的点用平滑的曲线连接起来,就得到小电珠的伏安特性曲线.

4.实验器材选取

⑴原则:①安全;②精确;③操作方便.

(2)具体要求

①电源允许的最大电流不小于电路中的实际最大电流.干电池中电流一般不允许

超过0.6A.

②用电器的额定电流不能小于通过该用电器的实际最大电流.

③电压表或电流表的量程不能小于被测电压或电流的最大值.

④电压表或电流表的指针应偏转到满刻度的:以上.

⑤从便于操作的角度来考虑,限流式接法要选用与待测电阻相近的滑动变阻器,

分压式接法要选用较小阻值的滑动变阻器.

规律方法总结

1.滑动变阻器的限流式接法和分压式接法比较

~43-

两种接法的电路图R。

'1—d------

负载及上电压的调节范

庵<U<E0<U<E

R+Ro

负载“上电流的调节范

E

R+R。——R~~R

2.两种接法的适用条件

(1)限流式接法适合测量阻值较小的电阻(跟滑动变阻器的最大电阻相比相差不多

或比滑动变阻器的最大电阻还小).

(2)分压式接法适合测量阻值较大的电阻(一般比滑动变阻器的最大电阻要大).

3.注意事项

(1)电路的连接方式:

①电流表应采用外接法:因为小电珠(3.8V,0.3A)的电阻很小,与量程为0.6A的

电流表串联时,电流表的分压影响很大.

②滑动变阻器应采用分压式接法:目的是使小电珠两端的电压能从零开始连续变

化.

(2)闭合开关S前,滑动变阻器的触头应移到使小电珠分得电压为零的一端,使

开关闭合时小电珠的电压能从零开始变化,同时也是为了防止开关刚闭合时因小

电珠两端电压过大而烧坏灯丝.

(3)/一。图线在Uo=LOV左右将发生明显弯曲,故在U=1.0V左右绘点要密,

以防出现较大误差.

4.误差分析

(1)由于电压表不是理想电表,内阻并非无穷大,会带来误差,电流表外接,由

于电压表的分流,使测得的电流值大于真实值.

(2)测量时读数带来误差.

⑶在坐标纸上描点、作图带来误差.

七.测金属电阻率

(一)螺旋测微器的使用

1.构造:如图1所示,8为固定刻度,片为可动刻度.

图1图2

2.原理:测微螺杆厂与固定刻度B之间的精密螺纹的螺距为0.5mm,即旋钮。

每旋转一周,r‘前进或后退0.5mm,而可动刻度£上的刻度为50等份,每转动

一小格,尸前进或后退0.01mm,即螺旋测微器的精确度为0.01mm.读数时估读

到毫米的千分位上,因此,螺旋测微器又叫千分尺.

3.读数:测量值(mm)=固定刻度数(mm)(注意半毫米刻度线是否露出)+可动刻度

数(估读一位)x091(mm).

如图2所示,固定刻度示数为2.0mm,半毫米刻度线未露出,而从可动刻度上

读的示数为15.0,最后的读数为:2.0mm+15.0x0.01mm=2.150mm.

(二)游标卡尺

1.构造:主尺、游标尺(主尺和游标尺上各有一个内、外测量爪)'游标尺卡上还

有一个深度尺.(如图3所示)

a厂,

图3

2.用途:测量厚度、长度、深度、内径'外径.

3.原理:利用主尺的最小分度与游标尺的最小分度的差值制成.

不管游标尺上有多少个小等分刻度,它的刻度部分的总长度比主尺上的同样多的

小等分刻度少1mm.常见的游标卡尺的游标尺上小等分刻度有10个的、20个的、

50个的,其规格见下表:

刻度格数每小格与精确度

刻度总长度

(分度)1mm的差值(可精确到)

109mm0.1mm0.1mm

2019mm0.05mm0.05mm

5049mm0.02mm0.02mni

4.读数:若用x表示从主尺上读出的整毫米数,K表示从游标尺上读出与主尺上

某一刻度线对齐的游标的格数,则记录结果表示为(x+Kx精确度)mm.

(三)常用电表的读数

对于电压表和电流表的读数问题,首先要弄清电表量程,即指针指到最大刻度时

电表允许通过的最大电压或电流,然后根据表盘总的刻度数确定精确度,按照指

针的实际位置进行读数即可.

(1)0-3V的电压表和。〜3A的电流表的读数方法相同,此量程下的精确度分别

是0.1V和0.1A,看清楚指针的实际位置,读到小数点后面两位.

(2)对于。〜15V量程的电压表,精确度是0.5V,在读数时只要求读到小数点后

面一位,即读到0.1V.

(3)对于0〜0.6A量程的电流表,精确度是0.02A,在读数时只要求读到小数点

后面两位,这时要求“半格估读”,即读到最小刻度的一半0.01A.

基本实验要求

1.实验原理

根据电阻定律公式知道只要测出金属丝的长度和它的直径4计算出横截面积S,

并用伏安法测出电阻尺,即可计算出金属丝的电阻率.

2.实验器材

被测金属丝,直流电源(4V),电流表(0〜0.6A),电压表(0〜3V),滑动变阻器(50

。),开关,导线若干,螺旋测微器,毫米刻度尺.

3.实验步骤

(1)用螺旋测微器在被测金属丝上的三个不同位置各测一次直径,求出其平均值

d.

(2)接好用伏安法测电阻的实验电路

(3)用毫米刻度尺测量接入电路中的被测金属丝的有效长度,反复测量三次,求

出其平均值/.

(4)把滑动变阻器的滑片调节到使接入电路中的电阻值最大的位置.

(5)闭合开关,改变滑动变阻器滑片的位置,读出几组相应的电流表、电压表的

示数/和U的值,填入记录表格内.

(6)将测得的心、/、d值,代入公式R=p[和S=Y中,计算出金属丝的电阻率.

4.电流表、电压表测电阻两种方法的比较

电流表内接法电流表外接法

电路图

-(SH==^-

误差电流表分压电压表分流

原因U测=UX+UAI测=4+/v

u*。测=外v

电阻及测=『Rx+RGRx<R

/测底Rx+Rv

测量值

测量值大于真实值测量值小于真实值

适用条件Rz《RxRY》RX

规律方法总结

1.伏安法测电阻的电路选择

(1)阻值比较法:先将待测电阻的估计值与电压表、电流表内阻进行比较,若心

较小,宜采用电流表外接法;若R较大,宜采用电流表内接法.

(2)临界值计算法

心7曲A时,用电流表外接法;

Rx>AVRA时,用电流表内接法.

(3)实验试探法:按图4接好电路,让电压表的一根接线柱,先后与8处接触

一下,如果电压表的示数有较大的变化,而电流表的示数变化不大,则可采用电

流表外接法;如果电流表的示数有较大的变化,而电压表的示数变化不大,则可

采用电流表内接法.

图4

2.注意事项

(1)先测直径,再连电路:为了方便,测量直径应在金属丝连入电路之前测量.

(2)电流表外接法:本实验中被测金属丝的阻值较小,故采用电流表外接法.

(3)电流控制:电流不宜过大,通电时间不宜过长,以免金属丝温度过高,导致

电阻率在实验过程中变大.

3.误差分析

(1)若为内接法,电流表分压.

(2)若为外接法,电压表分流.

(3)长度和直径的测量.

实验拓展与创新

电阻测量的几种方法

1.伏安法

外接法:

电路图

内接法:

特点:大内小外(内接法测量值偏大,测大电阻时应用内接法测量,测小电阻时

应采用外接法测量)

2.安安法

若电流表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表以及定值电阻来使用.

(1)如图30甲所示,当两电流表所能测得的最大电压接近时,如果已知因的内阻

Ri,则可测得幽的内阻/?2=八个.

12

(2)如图乙所示,当两电流表的满偏电压UA2》UAI时,如果已知因的内阻凡,@

串联一定值电阻Ro后,同样可测得幽的电阻&=""+&).

图30图31

3.伏伏法

若电压表内阻已知,则可将其当做电流表、电压表和定值电阻来使用.

⑴如图31甲所示,两电压表的满偏电流接近时,若已知⑪的内阻尺,则可测出

⑯的内阻&=12凡.

Ui

(2)如图乙所示,两电压表的满偏电流/v】《/v2时,若已知⑯的内阻凡,⑮并联一

定值电阻&后,同样可得⑯的内阻&

Ri*Ro

4.等效法测电阻

如图32所示,先让待测电阻与一电流表串联后接到电动势恒定的电源上,读出

电流表示数/;然后将电阻箱与电流表串联后接到同一电源上,调节电阻箱的阻

值,使电流表的示数仍为/,则电阻箱的读数即等于待测电阻的阻值.

图32图33

5上匕较法测电阻

如图33所示,读得电阻箱凡的阻值及豆⑨勺示数hh,可得心=".

/1

如果考虑电流表内阻的影响,则MR、+RAI)=I2(RI+RA2).

6.半偏法测电流表内阻

电路图如图34所示

步骤:

(1)断开S2,闭合%,调节使@的示数满偏为/g;

⑵保持Ro不变,闭合S2,调节电阻箱R,使④的示数为%

(3)由上可得RA=R.

特别提醒当&》以时,测量误差小,此方法比较适合测小阻值的电流表的内

阻,且测量值偏小;电源电动势应选大些的,这样⑥表满偏时才足够大,闭

合S2时总电流变化才足够小,误差才小.

八.练习使用多用电表

L认识多用电表:

A.表头:灵敏电流计G

内阻:表头内部电阻(内阻小)

满偏:指针指在最右边电流最大处(指针偏角最大)

满偏电流:满偏状态下的电流(满偏电流小)

满偏电压:满偏状态下的电压Ug=/gRg(满偏电压小)

B旋钮:

机械调零旋钮:机械调零;只调一次

多功能选择旋钮:选择测交直流电压、直流电流、电阻;选择不同功能下的

倍率和量程

电阻调零旋钮:选择测电阻时采用次旋钮;变化倍率重新电阻调零

C表盘:

读取电阻值:最上面的刻盘;刻度不均匀;读书从右往左增大

读取电流电压值:中间刻度盘;刻度均匀

D.表笔:

红表笔插负插孔、黑表笔插正插孔、电流流向一定是红进黑出

2.电表改装:

A.改装电压表:

背景:电流计G可以直接测量电压,但是量程太小不实用,

会被烧毁所以要改装

改装:通过串联一个分压电阻R,使得绝大部分电压被R分担,只有很少一部分

电压被G分担,可以有效保护G且使G的指针发生偏转指示一定的电压值,利

用G的表盘来显示G与R上的总电压(即待测电阻灯的电压)

特点:设量程由4扩大n倍至U,贝IJ:U=nUgn=—

Ug

n(Ji

当G满偏时,由串联的电压关系得.=n

八g7g

故R=(n-1)Rg

新电流表内阻:Rv=/1+/4=n7?g=—>7?g;

改装的新电压表量程越大,内阻越大,所串联的电阻R越大

思考:改装电压表为什么要串联电阻?串联多大电阻?为什么要换刻度盘?

B.改装电流表:

背景:电流计G可以直接测量电流,但是量程太小不实用,

会被烧毁所以要改装

改装:通过并联一个分流电阻R,使得绝大部分电流从R流过,只有很少一部分

电流从G流过,可以有效保护G且使G的指针发生偏转指示一定的值,

利用G的表盘来显示G与R中的总电流(即待测电阻八丫中的电流)

特点:设量程由4扩大n倍至I,贝卜I=n/gnJ

/g

当G满偏时,由并联的电流关系得3=」一=」一

4I-I&n-1

故R=&

n-1

新电流表内阻:R”=8=土<勺;

R+nI

改装的新电流表量程越大,内阻越小,所并联的电阻R越小

思考:改装电流表为什么要并联电阻?并联多大电阻?为什么要换刻度盘?

3.多用电表的应用:

A.判断二极管的极性

将多用电表的选择开关拨到欧姆挡,红、黑表笔接到二极管的两极上,当黑表

笔接“正”极,红表笔接“负”极时,电阻示数较小指针指在右边;反之电阻示数很

大指针指在左边,由此可判断出二极管的正、负极

B.测量电流电压

C测量电阻

实验基础知识

一、电流表与电压表的改装

L改装方案

改装为大量程

改装为电压表

的电流表

原理串联电阻分压

并联电阻分流

T-^S-H0

改装原理图

_1=3—R\

1

pUgUR—*,

b----------u--------------

分压电阻或

IgRg=H-0R

U=%Rg+R)

故&=?一/%

分流电阻

/g故R=‘外

If

n-1叫<R

改装后电"A一,

Rv=Rg+R>RgR+Rg

表内阻

2.校正

(1)电压表的校正电路如图1所示,电流表的校正电路如图2所示.

图1

⑵校正的过程是:先将滑动变阻器的滑动触头移到最左端,然后闭合开关,移

动滑动触头,使改装后的电压表(电流表)示数从零逐渐增大到量程值,每移动一

次记下改装的电压表(电流表)和标准电压表(标准电流表)示数,并计算满刻度时

的百分误差,然后加以校正.

二、欧姆表原理(多用电表测电阻原理)

1.构造:如图3所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红、黑表笔组成.

图3

欧姆表内部:电流表'电池'调零电阻串联.

外部:接被测电阻&

全电路电阻/^=Rg+R+r+&

p

2.工作原理:闭合电路欧姆定律/=1,,.

Rg+R+r+Rx

3.刻度的标定:红、黑表笔短接(被测电阻凡=0)时,调节调零电阻凡使/=/&,

电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零.

⑴当/=/g时,心=0,在满偏电流/g处标为“0”(图甲)

⑵当/=0时,Re,在/=0处标为“00”(图乙)

⑶当/甘时,RkRg+R+r,此电阻值等于欧姆表的内阻值,a叫中值电阻.

三、多用电表

⑴多用电表可以用来测量电流'电压'电阻等,并且每一种测量都有几个量程.

⑵外形如图4所示:上半部为表盘,表盘上有电流'电压'电阻等多种量程的

刻度;下半部为选择开关,它的四周刻有各种测量项目和量程.

图4

零欧

右端

指在

指针

电表

钮(使

零旋

姆调

的欧

姆表

:欧

还有

板上

表面

用电

(3)多

(红表

插孔

、负

的正

表笔

置)、

“0”位

端的

在左

针指

表指

(使电

螺丝

定位

指针

处)、

).

”插孔

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