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文檔簡介

1、課 題電功、電功率和電熱專題復(fù)習(xí)教學(xué)目的1、 知道電功電熱的區(qū)別,能夠在非純電阻電路里準(zhǔn)確選用公式;2、 掌握電能表的相關(guān)計(jì)算;3、 掌握用電器銘牌在計(jì)算中的應(yīng)用,以及電熱器的雙檔問題。教學(xué)內(nèi)容考點(diǎn)1、電功:1、定義:電流通過某段電路所做的功叫電功。2、實(shí)質(zhì):電流做功的過程,實(shí)際就是電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能(消耗電能)的過程;電流做多少功,就有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能,就消耗了多少電能。 電流做功的形式:電流通過各種用電器使其轉(zhuǎn)動(dòng)、發(fā)熱、發(fā)光、發(fā)聲等都是電流做功的表現(xiàn)。3、規(guī)定:電流在某段電路上所做的功,等于這段電路兩端的電壓,電路中的電流和通電時(shí)間的乘積。4、計(jì)算公式:W=UIt =Pt(適

2、用于所有電路) 對于純電阻電路可推導(dǎo)出:W= I2Rt= U2t/R串聯(lián)電路中常用公式:W= I2Rt W1:W2:W3:Wn=R1:R2:R3:Rn并聯(lián)電路中常用公式:W= U2t/R W1:W2= R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算在一定時(shí)間所做的總功 常用公式W= W1+W2+Wn 5、單位:國際單位是焦耳(J)常用單位:度(kwh), 1度=1千瓦時(shí)=1 kwh=3.6×106J6、測量電功:電能表:是測量用戶用電器在某一段時(shí)間內(nèi)所做電功(某一段時(shí)間內(nèi)消耗電能)的儀器。 電能表上“220V”“5A”“3000R/kwh”等字樣,分別表示:電能表額定電壓220V;允許通過的最

3、大電流是5A;每消耗一度電電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)。(電子式電能表,其參數(shù)為imp/KW·h每消耗1KW·h的電能,指示燈閃爍的次數(shù))讀數(shù):A、測量較大電功時(shí)用刻度盤讀數(shù)。最后一位有紅色標(biāo)記的數(shù)字表示小數(shù)點(diǎn)后一位。電能表前后兩次讀數(shù)之差,就是這段時(shí)間內(nèi)用電的度數(shù)。3246832654如:電能表月初讀數(shù)、月底讀數(shù)分別是這個(gè)月用電 度合J B、測量較小電功時(shí),用表盤轉(zhuǎn)數(shù)讀數(shù)。如:某用電器單獨(dú)工作電能表(3000R/kwh)在10分鐘內(nèi)轉(zhuǎn)36轉(zhuǎn),則10分鐘內(nèi)電器消耗的電能是 J?!揪}解析】11、一臺25寸電視機(jī)正常工作時(shí)耗電功率120W,若一天正常工作6h,耗電_kWh其余時(shí)間電

4、視機(jī)處于待機(jī)狀態(tài),待機(jī)耗電功率6W,一天待機(jī)消耗的電能,若全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能是_J。2、小紅家新購買了一臺標(biāo)有“220V 1000W”字樣的電熱器,他想借助家中的電能表測一測該電熱器的實(shí)際功率,他關(guān)閉了其它用電器,讓電熱器單獨(dú)工作了2min,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過了80圈,電能表的銘牌如圖所示,電熱器在2min內(nèi)消耗的電能是_J,實(shí)際功率是_W3小偉利用電能表和秒表測某家用電器的電功率,當(dāng)電路中只有這個(gè)用電器工作時(shí),測得在15min內(nèi)消耗的電能為0.3kW·h,則這個(gè)用電器可能是( )A空調(diào)機(jī)B電冰箱C電視機(jī)D節(jié)能燈【成果檢驗(yàn)】11、一臺洗衣機(jī)工作0.5h,電流做功3.6×106J,這

5、臺洗衣機(jī)消耗的電能是_J2、將規(guī)格都是“220V 200W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機(jī)和一把電烙鐵,同時(shí)接入家庭電路中,在相同時(shí)間內(nèi),電流通過它們產(chǎn)生熱量_;電流所做的功_(選填“電風(fēng)扇最多”、“電視機(jī)最多”、“電烙鐵最多”、“一樣多”)3、小鵬同學(xué)家的電能表如圖所示,則小鵬家已消耗的電能為_kWh,轉(zhuǎn)盤已轉(zhuǎn)過_轉(zhuǎn);他發(fā)現(xiàn)家里只使用一只電水壺(其它用電器都關(guān)閉)時(shí),觀察到電能表轉(zhuǎn)盤3分鐘轉(zhuǎn)過100轉(zhuǎn),電水壺工作時(shí)的實(shí)際電功率為_W考點(diǎn)2、電功率:1、定義:電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功。2、物理意義:表示電流做功快慢的物理量。燈泡的亮度取決于燈泡的實(shí)際功率大小。3、電功率計(jì)算公式:P=UI=W/t(適

6、用于所有電路) 對于純電阻電路可推導(dǎo)出:P= I2R= U2/R串聯(lián)電路中常用公式:P= I2R P1:P2:P3:Pn=R1:R2:R3:Rn并聯(lián)電路中常用公式:P= U2/R P1:P2= R2:R1無論用電器串聯(lián)或并聯(lián)。計(jì)算總功率 常用公式P= P1+P2+Pn 4、單位:國際單位 瓦特(W) 常用單位:千瓦(kw)5、額定功率和實(shí)際功率: 額定電壓:用電器正常工作時(shí)的電壓。額定功率:用電器在額定電壓下工作的功率。P額=U額I額=U2額/R某燈泡上標(biāo)有“PZ220V-25”字樣分別表示:普通照明,額定電壓220V,額定功率25W的燈泡。若知該燈“正常發(fā)光”可知:該燈額定電壓為220V,額

7、定功率25W,額定電流I=P/U=0.11A 燈絲阻值U2額/2936。當(dāng)U實(shí) =U額時(shí),P實(shí)=P額用電器正常工作(燈正常發(fā)光)當(dāng)U實(shí)U額時(shí),P實(shí)P額 用電器不能正常工作(燈光暗淡)U2額 U2實(shí) P實(shí) P額 實(shí)際功率隨電壓變化而變化根據(jù)P=U2/R得根據(jù)P=U2/R如果U 減小為原來的1/n ,則P=當(dāng)U實(shí) > U額P實(shí) > P額 長期使用影響用電器壽命(燈發(fā)光強(qiáng)烈),有時(shí)會損壞用電器, P實(shí)= 0 用電器燒壞(燈絲燒斷) 燈L1“220V 100W”, 燈L2“220V 25W”相比較而言,L1燈絲 粗短 ,L2燈絲 細(xì)長。判斷燈絲電阻口訣:“大(功率)粗短,小細(xì)長”(U額 相

8、同)兩燈串聯(lián)時(shí),燈L2亮,兩燈并聯(lián)時(shí),燈L1亮。判斷哪個(gè)燈亮的口訣“串?。üβ剩┎⒋蟆?(U額 相同)“1度”的規(guī)定:1kw的用電器工作h消耗的電能。/ t 可使用兩套單位:“W、J、s”、“kw、 kwh、h”【精題解析】2把標(biāo)有“220V 100W”和“220V 40W”字樣的兩個(gè)燈泡串聯(lián)接在220伏特的電路中,下列說法中正確的是( )A100W燈泡比40W燈泡亮B40W燈泡兩端的電壓較高C100W燈泡的實(shí)際功率大于它的額定功率D40W燈泡的實(shí)際功率大于它的額定功率2某小區(qū)最近一段時(shí)間由于樓道燈的供電系統(tǒng)電壓偏高,燈絲經(jīng)常熔斷,在電壓暫時(shí)無法改變的情況下,為了延長樓道燈的壽命,小明采取下列

9、方法,可行的是()A. 用額定功率較大的燈泡替換原來的燈泡接入原電路中使用B. 用額定功率較小的燈泡替換原來的燈泡接入原電路中使用C. 用額定功率相同的兩個(gè)燈泡串聯(lián)后替換原來的燈泡接入原電路中使用D. 用額定功率相同的兩個(gè)燈泡并聯(lián)后替換原來的燈泡接入原電路中使用3由電壓為220V的電源向遠(yuǎn)處某工地的一盞標(biāo)著“PZ 22060”的電燈供電,由于導(dǎo)線有電阻,燈泡消耗的實(shí)際功率為55W。則導(dǎo)線消耗的功率()A小于5WB等于5WC大于5WD不能確定【成果檢驗(yàn)】21一條電阻絲接在電壓為U的電路中,它的功率是P,下列措施可以使電阻絲的功率變?yōu)?P的是( )A兩條相同的電阻絲串聯(lián)起來接在原電路中B該電阻絲改

10、接在電壓是2U的電路中C將電流調(diào)大到原來的2倍D將該電阻絲剪去一半接在原電路中2將兩只額定電壓相同的小燈泡L1、L2串聯(lián)在電路中,如圖所示。閉合開關(guān)后,發(fā)現(xiàn)燈L1較亮,燈L2 較暗,其原因是()A燈L1額定功率較大B燈L2兩端電壓較大 C燈L1的電阻較大D通過燈L1的電流較大 3如圖所示的電路,閉合開關(guān)后,當(dāng)滑片P向左移動(dòng)時(shí),下列說法正確的是()A. 燈泡L變亮B. 電壓表示數(shù)變大C. 電流表A1示數(shù)變小D. 電路消耗的總功率變大考點(diǎn)3、電熱器 1、電流的熱效應(yīng):電流通過導(dǎo)體時(shí)。2、電熱器:利用, 將能轉(zhuǎn)化為 能的裝置。說明:熱效應(yīng)的產(chǎn)生與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。當(dāng)電阻消失,電流的熱效應(yīng)就不在。所以電

11、熱器一般是由組成。超導(dǎo)體(能,不能)用于電熱器。3、焦耳定律:(1)定義:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與 成比,與 成比,與 成比。(2)公式: (適用范圍 )、( 適用范圍 )4、電熱分配關(guān)系串聯(lián)電路的分配關(guān)系:( 比)并聯(lián)電路的分配關(guān)系:( 比) 【精題解析】31下列家用電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是 ( )A筆記本電腦B電冰箱C電風(fēng)扇D電暖器2. 給你一個(gè)穩(wěn)壓電源、兩根電阻不同的電熱絲用來加熱一壺水,使水溫升高最快的連接方法是()A、將兩根電阻絲串聯(lián)B、將兩根電阻絲并聯(lián)C、只用電阻較小的電阻絲 D、只用電阻較大的電阻絲考點(diǎn)4、電功、電功率、電熱的公式:(計(jì)算時(shí)單位一定要統(tǒng)一) 1、基本公式:

12、P=_,w=_。 2、推導(dǎo)式,在純電阻電路中,電功和電熱公式通用;電功率和電熱功率公式通用:P=UI=I2R=U2/R;W=Pt=_=_=_。在非純電阻電路中,電熱Q=I2Rt,電熱功率:P熱=I2R。3、電功大于電熱,電功率也大于電熱功率。注:從能量轉(zhuǎn)化的角度看,純電阻電路是將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能,即電功等于電熱。例如:日常生活中的白熾燈、電爐子、電飯鍋等純電阻電路工作時(shí)W=Q。而非純電阻電路是電流做功將電能主要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,但還有一部分電能轉(zhuǎn)化成了熱能,此時(shí)電功大于電熱。例如:在電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、洗衣機(jī)、電冰箱、電鈴、蓄電池(充電)等這些非純電阻的電路中W>Q。特別是涉及非純電阻電路

13、的有關(guān)電功、電熱、電功率和發(fā)熱功率的計(jì)算,學(xué)生極容易混淆。以電動(dòng)機(jī)為例,同學(xué)們在遇到非純電阻電路時(shí),可牢記以下公式,解答所消耗的電能和產(chǎn)生的熱能。電動(dòng)機(jī)工作時(shí)所消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,一小部分才轉(zhuǎn)化為熱能。因此,在計(jì)算電動(dòng)機(jī)電路可用以下公式。電流做功是所消耗的總能量W總=UIt;工作時(shí)所產(chǎn)生的熱能Q=W熱=I2Rt;所轉(zhuǎn)化的機(jī)械能W機(jī)W總-W熱UIt-I2Rt。電流做功的功率P總=UI;其發(fā)熱功率P熱=I2R;轉(zhuǎn)化的機(jī)械能功率P機(jī)=P總-P熱UI-I2R。【精題解析】41如圖所示,當(dāng)開關(guān)閉合時(shí),電壓表V1、V2的示數(shù)分別為10V和4V,已知電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為1,R是阻值為4的定值電阻,

14、下列結(jié)論正確的是 ( )A. R兩端的電壓為6VB. 通過電動(dòng)機(jī)的電流為6AC. 電阻R消耗的電功率為144WD. 電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為6W2一個(gè)電動(dòng)機(jī)的線圈電阻是4.4,當(dāng)把它接在220V電壓下工作10min。已知:通過線圈的電流是5A,這時(shí)電動(dòng)機(jī)做功_J,線圈產(chǎn)生的熱量是_J。【成果檢驗(yàn)】4某電動(dòng)機(jī)線圈電阻為1,接在220V的直流電壓下,工作電流為1A,則電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為_W;發(fā)熱損耗的電功率為_ W ;轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的功率為_ W??键c(diǎn)5、用電器銘牌在計(jì)算中的作用 1、額定電壓和額定功率P額=U額I額; 2、用電器銘牌上提供的數(shù)據(jù)非常重要,在計(jì)算時(shí),往往抓住電阻不變這個(gè)“橋梁”,利用P

15、= U2/R。 由可得,同一個(gè)電阻或燈炮,在不同的電壓下使用,則有;220 V圖14【精題解析】5浴霸是安裝在浴室內(nèi)供取暖和照明的家用電器,某品牌浴霸的銘牌和簡化電路如圖14所示,L為照明燈,L1和L2是兩個(gè)功率均為275 W的紅外線取暖燈。額定電壓額定頻率額定功率照明取暖220V50HZ40W 550w(1)浴霸工作時(shí),為了使取暖功率達(dá)到最大值,應(yīng)閉合的開關(guān)是。(2)照明燈工作時(shí),它的電阻是多大?(3)三燈同時(shí)正常工作半小時(shí),消耗多少電能? 【成果檢驗(yàn)】5某電水壺的銘牌信息如圖1所示,電水壺在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下工作.【c水=4.2×103J/(kg·)】(1) 電水壺裝滿初溫為

16、20的水時(shí),在額定電壓下將水燒開用了7 min.求:水吸收的熱量是多少?電水壺?zé)^程中的能量轉(zhuǎn)化效率是多少? (2)農(nóng)村電網(wǎng)改造前,用電高峰時(shí)電壓會下降l0.求:這時(shí)電水壺的實(shí)際功率P實(shí).(電阻不隨溫度改變)(3)為使電水壺的功率在用電高峰時(shí)仍能達(dá)到2000W,甲、乙兩位同學(xué)對電水壺的電路進(jìn)行了改造,在原電阻絲R1兩端并聯(lián)一個(gè)電阻絲R2,如圖2所示,并分別推導(dǎo)出了R2的表達(dá)式.請你指出哪個(gè)表達(dá)式是錯(cuò)誤的,寫出推導(dǎo)過程。考點(diǎn)6、電熱器的“雙檔”問題:此類問題都是看實(shí)際電路中的實(shí)際功率,往往是電源電壓不變,故選公式:P=U2/R來進(jìn)行計(jì)算,通常是通過開關(guān)的不同組合,這要對電路圖有較好的識別能力,

17、并熟悉同樣幾個(gè)電阻,串聯(lián)時(shí)電阻越串越大(此時(shí)為低溫檔),并聯(lián)時(shí)越并越小(此時(shí)為高溫檔)?!揪}解析】61.如下表及圖所示,是某電熱飲水機(jī)說明 書的一些數(shù)據(jù)和電路原理圖,該電熱飲水機(jī)有加熱和保溫兩種工作狀態(tài)(由機(jī)內(nèi)的溫控開關(guān)S0控制)。求:(1)當(dāng)開關(guān)S閉合,開關(guān)S0斷開時(shí),飲水機(jī)的功率是多大?(2)保溫電阻R2的阻值是多少?(3)若正常工作時(shí),該電熱器加熱的效率為90,將滿熱水箱的水從20加熱到95需要多長時(shí)間?(C水=4.2×103J/kg·)2.下圖甲是內(nèi)膽為鋁質(zhì)材料的電飯鍋,內(nèi)部電路如圖乙所示,R1是加熱電阻,阻值為48.4;R2是限流電阻,阻值為484。煮飯時(shí),接通

18、電源(220V50Hz),閉合手動(dòng)開關(guān)S1,電飯鍋處在加熱狀態(tài)。當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到103時(shí),開關(guān)S1會自動(dòng)斷開,斷開后若無外力作用則不會自動(dòng)閉合,S2是一個(gè)自動(dòng)溫控開關(guān),當(dāng)鍋內(nèi)食物溫度達(dá)到80時(shí)會自動(dòng)斷開,溫度低于70時(shí)會自動(dòng)閉合。(已知水的比熱容為4.2×103J/(kg. );查表可知鋁的熔點(diǎn)為660,請解答下列問題:(1)如果接通電源后沒有放入食物就閉合開關(guān)S1,電飯鍋的內(nèi)膽是否會熔化?為什么?(2)在保溫和加熱兩種情況下,電飯鍋消耗的電功率之比是多少?(3)若在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下將溫度為20,質(zhì)量為2.5kg的水燒開需要16min40s,求電飯鍋正常工作時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的效率是

19、多少?課后作業(yè)1小明家中的電能表如圖7所示,從表盤信息可知,小明家接入的用電器總功率不能超過_W。當(dāng)家里只有微波爐工作時(shí),電能表在1 min內(nèi)轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn),則微波爐消耗的電能為_J。2把標(biāo)有“6V 3W”的燈泡L1和標(biāo)有“12V 3W”的燈泡L2串聯(lián)接在電壓為6V的電源兩端,通過它們的電流為_A,它們消耗的功率之比為_;若將它們并聯(lián)接在該電源上,消耗的總功率為_W。3. 小華用如上圖所示的電路測小燈泡功率電路中電源電壓恒為4.5V,電壓表的量程為O3V,電流表的量程為00.6A,滑動(dòng)變阻器的規(guī)格為“20 lA”,燈泡標(biāo)有“2.5V 1.25W”字樣。若閉合開關(guān),兩電表的示數(shù)均不超過所選量程,燈泡兩

20、端電壓不允許超過額定值,不考慮燈絲電阻的變化,則下列說法正確的是 ( )A電流表示數(shù)的變化范圍是O0.5AB滑動(dòng)變阻器的電阻允許調(diào)節(jié)的范圍是2.520C燈泡的最小功率是0.162WD該電路的最大功率是2.7W4如圖是家庭、賓館常用的電熱水壺,表中列出了其部分技術(shù)參數(shù) 型號FYTSl010A 額定電壓 220V 頻率 50Hz 額定功率 1000W 容量 1.OL(1)電熱水壺正常工作時(shí)的電流是多少? (2)電熱水壺正常工作時(shí),用6min就能將整壺水燒開,如果水吸收的熱量是3.24×105J,則該電熱水壺的效率是多少? (3)有關(guān)電熱水壺的安全使用,有下列幾種說法,其中不正確的是(填序

21、號)電熱水壺不用時(shí),應(yīng)拔下電源插頭;當(dāng)壺體和基座被弄臟時(shí),放進(jìn)清水中清洗;電熱水壺工作時(shí),身體不可靠近壺嘴;注入水時(shí),水位不超過電熱水壺的最高水位線。5以下關(guān)于燈泡亮暗的討論,你認(rèn)為正確的是( ) A.燈泡的亮暗由燈泡的電壓決定 B.燈泡的亮暗由燈泡的電流決定 C.燈泡的亮暗由燈泡的實(shí)際功率決定 D.燈泡的亮暗由燈泡的額定功率決定62010年上海世博會上,世博園區(qū)大量應(yīng)用了LED技術(shù),LED其實(shí)是一種半導(dǎo)體新型節(jié)能燈,它可以將電能的90轉(zhuǎn)化為光能(白熾燈只能將電能的20轉(zhuǎn)化為光能)。已知某LED燈在一定電壓范圍內(nèi)的工作電流都是20mA,只是在不同的電壓下發(fā)光顏色不同:當(dāng)加在它上面的電壓為1.8

22、 V時(shí),它發(fā)紅光;當(dāng)加在它上面的電壓為1.4 V時(shí),它發(fā)黃光;當(dāng)加在它上面的電壓為3.2 V時(shí),它發(fā)藍(lán)光。如果將該LED燈與一定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為5V的電源兩端時(shí)它發(fā)黃光,則該LED燈的電功率是_W,定值電阻R阻值是_。7電冰箱是間斷式工作的(即工作一段時(shí)間停止一段時(shí)間,再工作再停止,如此循環(huán))。某電冰箱銘牌有關(guān)參數(shù)如下表所示在家庭電路中只有電冰箱在標(biāo)定耗電量下工作時(shí),一天實(shí)際工作    h;若電冰箱每次從啟動(dòng)到停止工作的時(shí)間都為12min,每消耗1kW·h電能電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)1500轉(zhuǎn),則該電冰箱每天啟動(dòng)次,每工作一次電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)。容積(

23、L)    175功率(w)     150耗電量(kw·h24h)    O9額定電壓(v)     220參考答案【精題解析】11、072 3.828×105 2、9.6×104800 3、A(1200W)【成果檢驗(yàn)】11、3.6×106J 2、電烙鐵最多 一樣多 3、30 60000 1000【精題解析】21、B 2、C 3、A (P線=I2線R線=(P實(shí)/R燈)U線/I線= (P實(shí)P額/U2額)U線

24、/I線= 5W )【成果檢驗(yàn)】21、D 2、C 3、D【精題解析】31、D 2、B【精題解析】41、D 2、5.94×105 6.6×104【成果檢驗(yàn)】41、220 1 219【精題解析】5(1)S 1、S2 (2)R=U2額/P額=2202/40=1210 P=(P1+P2+P3)t=0.245w【成果檢驗(yàn)】5(1)Q=cmt=4.2×103×2×80J=6.72×105JW=Pt=2000×7×60J=8.4×105J, n=Q/W=80(2)P實(shí)=(U實(shí)/U額)2P額=(1-90)2P額=1620W

25、(3)P額=U2額/R1=U2實(shí)/(R1R2/R1+R2),R2=U2實(shí)/(P1額-P1實(shí)),故乙同學(xué)的表達(dá)式是錯(cuò)的?!揪}解析】61、(1)50W (2)R2=U2/P2=(220V)2/50W=968(3)Nw=nPt=Q=Cm(t-t0),t= Cm(t-t0)/Np=4.2×103×1×(95-20)/90×500S=700S2、(1)不會熔化;當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到103時(shí),開關(guān)S1會自動(dòng)斷開,而鋁的熔點(diǎn)為660,所以不會熔化。1分(2)P保/P加=(U2/R1+R2)/U2/R1= R1/ (R1+R2)=1/11(3)Q=Cm(t-t0)= 4.2×103×2.5×(100-20)J=8.4×105J, W=P1t=U2t/ R1=2202×1000/48.4J=106J, n=Q/W=84課后作業(yè)1、2200 6×104 2、0.1 1:4 3.753、根據(jù)燈泡的規(guī)格“2.5V 1.

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