内容正文:
指南针·神州中考·物理(K)
第十三单元
磁与电、电磁相互作用及应用
知识梳理
知识点①磁现象
线管的极性跟电流的关系可以用安培定则来判定。
1.具有磁性的物体叫磁体,磁体上磁性最强的
3.安培定则:用右手握住螺线管,让四指弯
部分叫磁极。任何磁体都有两个磁极,即南极(S极)
向螺线管中电流的方向,大拇指所指的那端就
和北极(N极)
是螺线管北极。
2.磁极间的相互作用规律:同名磁极相互
4.电磁铁
排斥,异名磁极相互吸引。
(1)构造:把螺线管紧密地套在一个铁芯
3.磁化:使没有磁性的物体获得磁性的过程叫
上,就构成了一个电磁铁。
做磁化。
(2)磁性强弱
4.磁场
①当线圈的匝数一定时,通入电磁铁线圈
(1)磁体周围空间存在磁场。
中的电流越大,它的磁性越强:
(2)把小磁针北极在磁场中静止时的指向
②在电流一定时,外形相同的螺线管,电磁
规定为该点的磁场方向。
铁线圈的匝数越多,它的磁性越强。
(3)磁场的基本性质:就是对放人其中的磁
(3)特点
体产生磁力作用。磁极间的相互作用就是通过
①电磁铁的磁性有无可以利用电流通断来
磁场发生的。
控制;
5.磁感线
②磁性强弱可以用电流强弱、线圈匝数多
(1)磁感线是用来描述磁场的某些特征和性
少来调节;
质的带箭头的曲线,并不真实地存在于磁场之中。
③磁极的极性可以用变换电流的方向来
(2)磁感线上任何一点的切线方向都代表
改变。
该点磁场方向。磁体周围的磁感线都是从磁体
5.电磁继电器
的N极出来,回到磁体的S极。
(1)电磁继电器由低压控制电路和高压工
(3)磁感线分布越密的地方,其磁场越强,
作电路构成。实质上是由电磁铁控制工作电路
磁感线分布越疏的地方,其磁场越弱」
通断的开关。
知识点②电流的磁场
(2)利用电磁继电器可以实现用低电压、弱
1.奥斯特实验表明:通电导线和磁体一样,
电流控制高电压、强电流的电路;可以实现远距
周围存在着磁场:通电螺线管外部的磁场和条
离操纵和自动控制。
形磁体的磁场一样,通电螺线管的两端相当于
知识点③电磁感应
条形磁体的两极。
1.电磁感应现象
2.电流的磁场方向跟电流方向有关。通电螺
闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁
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第十三单元磁与电、电磁相互作用及应用
感线运动时,导体中产生电流的现象叫做电磁
磁场或电流只要有一个方向改变,受力的方向
感应,产生的电流叫做感应电流。这一现象是
也改变。
科学家法拉第发现的。
3.通电导体在磁场中受力而运动的过程就
2.产生感应电流的条件
是电能转化为机械能的过程。
(1)导体所在的电路是闭合的。
4.电动机
(2)部分导体做切割磁感线的运动。
(1)原理:通电线圈在磁场中受力转动:把
3.感应电流的方向
电能转化为机械能。
感应电流的方向,不仅跟导体切割磁感线
(2)直流电动机中的换向器能自动改变线
运动的方向有关,还跟磁场方向有关,两者只要
圈中电流的方向,使线圈在磁场中绕一个方向
有一个方向改变,感应电流的方向也改变。
不断地旋转。
4.能量转化:把机械能转化为电能。
(3)改变电动机转动方向的方法:改变通过
5.发电机
线圈的电流方向(对调电源正负极)或者改变磁
(1)原理:电磁感应现象。
场方向(对调磁铁的两极)。
(2)能量转化:把机械能转化为电能
(4)改变转速的方法:改变线圈中的电流
(3)发电机线圈中产生的感应电流是大小
大小。
和方向成周期性变化的交流电。
知识点⑤电话和传感器
知识点④磁场对电流的作用
1.电话的基本工作原理。
1.通电导体在磁场中要受到磁场力的
(声音)振动→电流的变化→振动(声音)。
作用。
2.把声信息、光信息、热信息、力信息等其
2.通电导体在磁场中受力的方向,不仅跟
他信息转换成电信息的器件,叫做传感器。
导体中的电流方向有关,还跟磁场方向有关。
难点突破
1.判断物体是否具有磁性的方法
(4)根据磁极的磁性最强判断:若有A、B两
(1)根据磁体的吸铁性判断:将被测物体靠
个外形完全相同的钢棒,已知一个有磁性,另一
近铁类物质(如铁屑),若能够吸引铁类物质,说
个没有磁性,区分它们的方法是:如图所示,将A
明该物体具有磁性,否则没有磁性。
的一端从B的左端向右端滑
(2)根据磁体的指向性判断:将被测物体用
动,若在滑动过程中发现吸引力
细线吊起,若静止时总是指向南北方向,说明该
的大小不变,则说明A是有磁
性的;若发现吸引力由大变小再
B
物体具有磁性,否则没有磁性。
(3)根据磁极间的相互作用规律:将被测物
变大,则说明B有磁性。
体的一端分别靠近静止小磁针的两极,若发现
2.磁感线的表示方法
有一端发生排斥现象,则说明该物体具有磁性:
磁感线应呈立体状分布于磁体的周围空
若与小磁针的两极均表现为相互吸引,则说明
间,磁感线可以画出无数条,但通常只在平面上
该物体没有磁性。
画出,并且只画有代表性的几条。
·129·
指南针·神州中考·物理(JK)
(1)在纸面上的磁感线用带有箭头的光滑
③根据电流方向和通电螺线管的极性(N、S
曲线表示。如图所示。
极或磁感线方向或小磁针指向)判断线圈绕向。
④根据电流方向和线圈绕向判断小磁针
指向。
4.怎样比较电磁铁磁性的强弱
条形磁体周的磁盛线
蹄形磁体周围的磁感线
(1)从实验现象来判断。
①根据电磁铁吸引铁钉的数目多少来判
断。吸引铁钉的数目越多,说明电磁铁磁性
同名磁极周周的磁感线异名磁极周同的磁感线
越强。
(2)与纸面垂直的磁感线通常用“×”或“·”
②根据电磁铁产生的吸引力或排斥力的大
表示。其中“×”表示磁感线垂直于纸面向里;
小来判断。产生吸引力或排斥力越大,说明电
“·”表示磁感线垂直于纸面向外。如图所示。
磁铁磁性越强。
××X×
(2)从影响电磁铁磁性强弱的因素来比较。
××X×
X×X×
①线圈的匝数一定时,通入电磁铁线圈中
×x×x
的电流越大,它的磁性越强。
3.正确应用安培定则判断通电螺线管的
②在电流一定时,电磁铁线圈的匝数越多,
极性和电流方向以及线圈绕向
它的磁性越强。
(1)明确通电螺线管的极性、电流方向以及
③通入电磁铁线圈中的电流较大,线圈的
线圈绕向与右手的“拇指”指向和“四指”环绕方
匝数也较多,它的磁性更强。
向的关系。
④其他条件相同时,有铁芯的比没有铁芯
(2)判断方法:如图所示。
的磁性强:铁芯大的比铁芯小的磁性强。
5.如何领会产生感应电流的条件
产生感应电流的条件:闭合电路的一部分
导体在磁场中做切割磁感线的运动。它包含以
下三层意思:
①标出螺线管上电流的环绕方向。
②用右手握住螺线管,让四指弯向电流的
(1)电路必须是闭合的,断开的电路不可能
方向。
产生电流。
③则大拇指所指的那一端就是通电螺线管
(2)是部分导体在磁场中做切割磁感线的
的北极。
运动,而不是整个电路。
(3)常见的几种题型。
(3)导体的运动必须切割磁感线,所谓切割
①根据电流方向和线圈绕向判断通电螺线
磁感线就是把磁感线“切断”,也就是说,导体的
管的N、S极。
运动方向一定要与磁感线成一定角度,而不是
②根据通电螺线管的极性(N、S极或磁感
与磁感线平行,否则磁感线“切不断”。
线方向或小磁针指向)和线圈绕向判断电流
6.如何判断感应电流方向
方向。
感应电流方向应该由“右手定则”来判断,但
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第十三单元磁与电、电磁相互作用及应用
现阶段只要求同学们能根据已知的磁感线方向、
阶段不做要求,只需要根据已知的磁感线方向、
导体做切割磁感线的运动方向和感应电流方向
电流方向和受力方向的关系来判断当磁感线方
的关系(如图甲所示)来判断当磁感线方向或导
向或电流方向发生改变时受力的方向的变化情
体运动方向发生改变时感应电流方向的变化情
况。判断方法是:磁感线或电流只要有一个方
况。这里要注意的是磁感线方向和导体运动方
向反向,受力的方向就反向:当磁感线方向和电
向之中任意一个反向时,感应电流的方向就要反
流方向同时反向时,受力的方向不变。此方法
向(如图乙所示,应在“○”中打“·”):若磁感线方
也适用于判断电动机的转向问题。
向和导体运动方向同时反向时,感应电流的方向
8.了解电动机和发电机的区别
就不改变(如图丙所示,应在“○”中打“×”)。
(1)原理不同:电动机是利用通电线圈在磁
LNI
Ls凵
Ls
场里转动的原理制成的(因为有“电流”,才有
⑧-v
s
N
“转动”):而发电机是利用电磁感应的原理制成
甲
乙
内
的(因为有“转动”,才有“电流”)。
7.怎样判断通电导体在磁场里受力的方向
(2)能量转化不同:电动机是把电能转化为
通电导体在磁场里受力的方向,不仅跟导
机械能的机器;而发电机是把机械能转化为电
体中的电流方向有关,还跟磁感线的方向有关。
能的机器。
三者的关系可以用“左手定则”来判断,但在现
应用举例
【例1】把铁棒甲一端靠近铁棒乙的中部,
【例2】请在下左图中标示出通电螺线管
发现两者不吸引,而把铁棒乙一端靠近铁棒甲
和小磁针的N、S极。
的中部,两者吸引,则
A.甲、乙铁棒都有磁性
B.甲铁棒无磁性,乙铁棒有磁性
C.甲铁棒有磁性、乙铁棒无磁性
D.甲、乙铁棒均无磁性
【分析】根据安培定则的内容,先用右手判
【分析】因为磁体上磁性强弱分布不均匀,
断通电螺线管的左端为N极,右端为S极;再根
据磁极间的相互作用规律或磁感线方向判断小
条形磁铁两端磁性最强,中间磁性最弱。所以拿
磁针的左端为S极,右端为N极。
甲铁棒的一端去靠近乙铁棒的中部,不吸引,则
说明甲没有磁性;而拿乙铁棒的一端去靠近铁棒
【答案】见上右图
甲的中部,吸引,则说明乙有磁性。故只有选项B
【例3】如图所示,条形磁铁置于水平面上,
正确。
电磁铁与其在同一水平面上,右端固定并保持水
【答案】B
平,当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动
·131·
指南针·神州中考·物理(JK)
时,条形磁铁仍保持静止,在此过程中条形磁铁
【答案】见分析
受到的摩擦力的方向和大小是
【例5】如图所示的电路中,闭合开关,b
导线静止,当蹄形磁铁沿水平方向向右运动时,
灵敏电流计的指针
(选填“会偏转”或
“不会偏转”):若磁铁运动方向不变,只
就可以改变感应电流的方向
A.方向向左,逐渐增大
B.方向向左,逐渐减小
C.方向向右,逐渐增大
D.方向向右,逐渐减小
【分析】首先利用安培定则可判断出通电
【分析】虽然b导线静止,但当磁铁沿水平
螺线管的左端为N极,右端为S极。由于同名磁
方向向右运动时,导线相对于磁铁同样也在做切割
极相互排斥,所以条形磁铁受到向左的排斥力,
磁感线运动,且电路是闭合的,符合产生感应电流的
而条形磁铁保持静止,说明它受到的摩擦力和斥
力是一对平衡力,大小相等,方向相反,方向向
条件,所以灵敏电流计的指针会偏转。感应电流的
方向与导体运动方向和磁感线方向有关,改变其中
右。当电路中滑动变阻器滑片P逐渐向左移动
任意一个方向,感应电流的方向改变。若磁铁运动
时,接入电路的电阻逐渐变小,电流逐渐增大,通
方向不变,就只需要对调磁极来改变磁感线方向。
电螺线管的磁性增强,排斥力增大,且条形磁铁
仍保持静止,所以它受到的摩擦力的大小也会逐
【答案】会偏转对调磁极
渐增大。故只有选项C正确。
【例6】依据图甲所示的现象为原理可以
【答案】C
制成
机,依据图乙所示的现象为原理
【例4】如图是一种防汛报警器的原理图。
可以制成
机。
S是触点开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里
面有个浮子A,试说明这种报警器的工作原理。
水血
【分析】电动机是利用通电线图在磁场里
转动的原理制成的,是因为线圈中有了电流,才
【分析】水位升高时,浮子A会推动B一
会受力转动:而发电机是利用电磁感应的原理制
起上升,当水位达到或超过警戒线时,使控制电
成的,是因为线图转动切割了磁感线,才会有电
路接通,这时,电流通过电磁铁,使它吸引衔铁,
流产生。而在图中甲是导体做切割磁感线运动
并使工作电路接通,电灯发光报警。当水位降低
产生感应电流的现象,应是发电机的原理;乙是
时,浮子A带动B一起下降,当水位低于警戒线
通电导体在磁场中受力而运动的现象,应是电动
时,控制电路被断开,电磁铁因无电流通过而停
机的原理。
止工作,不再吸引衔铁,使工作电路被断开,电灯
不再发光报警。
【答案】
发电电动
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第十三单元磁与电、电磁相互作用及应用
基础训练
●
一、选择题
决定通电螺线管极性的是
1.(2023·贵州)在《梦溪笔谈》中有这样一段描
N
写:“方家以磁石磨针锋,则能指南”,提到用
磁石磨成的针尖,可以指向南方,文中描述磁
体具有的性质是
(
N<T
A.磁针的中间磁性最强,两端磁性最弱
B.同名磁极相互吸引,异名磁极相互排斥
C.磁体摔成两半后,一半是N极另一半是
S极
丙
A.电源正负极的接法
D.磁针静止时,N极总是指向北方,S极总是
B.螺线管导线的环绕方向
指向南方
C.小磁针静止时N极的指向
2.(2023·泰州)关于地磁场,下列说法中正确
D.螺线管中电流的方向
的是
()
5.(2023临沂)闭合如图所示电路的开关,小磁
A.磁感线是磁场中真实存在的曲线
针静止时指向如图,则
()
B.地球周围的地磁场的磁感线是从地磁S极
出发回到地磁N极
C.教室里水平放置、能自由转动的小磁针静
电源。
止时N极指向地理南极
A.通电螺线管的左端为N极
D.指南针是我国古代四大发明之一,它能指
B.电源的左端为正极
南北是因为受到地磁场的作用
C,电流表的左端为“+”接线柱
3.(2023·丹东)将小磁针放置在通电螺线管右
D.R的滑片不能置于最右端
侧,小磁针静止时,其N极的指向如图所示。
6.(多选)(2024·河南)如图是小明为某仓库设
下列说法正确的是
()
计的温度报警电路。R为热敏电阻,其阻值
随温度的变化而变化:R2为可调电阻。温度
正常时指示灯L发光,当温度升高到报警温
度时,指示灯熄灭,蜂鸣器报警。下列判断正
A.电流从导线的A端流入螺线管
确的是
()
B.通电螺线管的左端为N极
C.通电螺线管周围真实存在磁感线
蜂鸣器
D.改变导线中电流方向,通电螺线管磁性强
弱会改变
4.(2024·江西)如图所示,通电螺线管旁的小磁
针分别静止在图示位置。请科学推断,最终
控制电路
工作电路
·133·
指南针·神州中考·物理(JK)
A.R的阻值随温度的升高而增大
9.(2023·自贡)如图所示,在蹄形磁体的磁场中
B.温度升高过程中,电磁铁磁性增强
放置一根导线,导线的两端跟灵敏电流计连
C.若要调低报警温度,可将R的阻值调大
接。下列说法正确的是
()
D.若控制电路电源电压降低,报警温度将
升高
7.(2024·龙东)中国完全自主建造的首艘电磁
弹射型航空母舰—福建舰。当弹射装置内
的导体通过强大的电流时,战斗机就受到强
A磁体不动,AB水平向右快速移动,指针不
大的电磁力而弹射飞出,下列实验与电磁弹
偏转
B.AB不动,磁体水平向左快速移动,指针会
射装置工作原理相同的是
偏转
C.磁体不动,AB竖直向上运动,指针会偏转
D.磁体不动,AB竖直向下运动,指针会偏转
10.(2024·眉山)如图所示是动圈式话简构造示
意图。对着话筒说话或唱歌时,声音使膜片
振动,与膜片相连的线圈在磁场中也跟着一
起振动、线圈中产生感应电流。下列实验原
理与它相同的是
()
永磁体
8.(2023·安徽)如图所示,为某电动机的原理
膜片
图,EF、PQ为螺线管,abcd为电动机的线圈,
OO为转轴。闭合开关,从O点沿转轴观察,
线图
线圈顺时针转动,则
(
蠍线管
螺线件
E帅F
PTm№
换器
A.螺线管F端为N极,P端为N极
B.螺线管F端为S极、P端为S极
C.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观
察,线圈仍顺时针转动
二、填空题
D.若将电源的正负极对调,从O点沿转轴观
11.(2024·广西)在研究地磁场方向时,如图所
察,线圈将逆时针转动
示,发现司南的长柄静止时总是指向南方,
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第十三单元磁与电、电磁相互作用及应用
则长柄相当于指南针的
(选填“N”或
冲装置。“飞天”兴趣小组根据以上信息结
“S”)极。我国宋代学者沈括最早记述了地
合物理知识,设计了如图乙所示的缓冲装置
理的两极和地磁场的两极
(选填
简化图。当条形磁体和通电螺线管靠近时,
“重合”或“不重合”)的现象。
产生相互排斥的力,说明通电螺线管左端为
极,为增大排斥力,滑动变阻器的滑片
应向
端滑动。
第11题图
第12题图
12.(2023·阿坝)如图所示,闭合开关S,小磁针
静止时N极指向
(选填“左”或“右”)。
向左移动滑动变阻器的滑片,螺线管的磁性
(选填“增强”或“减弱”)。
13.(2024·广元)如图甲是小李家的磁悬浮盆
16.(2023·徐州)如图所示为手摇发电机模
景,盆底有一个永磁体,底座内有一个电磁
型,快速摇动手柄,使线圈在磁场中做切
铁。如图乙是电磁铁的工作电路图,通电
割
运动,电路中就会产生电
后,电磁铁的上端为
极(选填“N”或
流,这种现象叫做
现象,这
“S”);由于磁极相对,利用同名磁极相互
个过程中
能转化为电能。
的规律,盆景就会悬浮在底座上方。
14.(2023·济宁)现在医学上使用的心肺机的功
17.(2023·岳阳)下图为玩具小汽车内直流电动
能之一是用“电动泵”替代心脏,推动血液循
机的结构简图,该电动机工作时将电能转化
环。如图所示,当线圈中的电流从a流向b
为
能和内能。如果想改变该直流
时,线圈的左端为
极,此时活塞将向
电动机的转动方向,你可以采取的方法是
运动。
(写一
活兴
条合理方法即可)。
内定磁铁
15.(2024·青海)2024年1月18日,天舟七号货
运飞船在中国空间站成功对接(图甲)。当
货运飞船和核心舱相互靠近时,为减缓撞击
18.(2023·咸宁)如图所示是动圈式话筒内部结
带来的影响,货运飞船与核心舱间需配置缓
构图,对着话筒说话时,声带
发出声
·135·
指南针·神州中考·物理(JK)
音,使膜片带动线圈做切割磁感线运动,产
21.(2024·内江)如图,小磁针静止在通电螺线
生的感应电流进入扬声器,将声音放大,改
管右侧,请根据图中磁感线的方向,在螺线
变了声音的
(选填“音调”或“响
管左端和小磁针右端的括号内标出极性
度”)。线圈切割磁感线运动的过程中,将
(“N”或“S”),在电源左边的括号内标出极性
能转化为电能。
(“+”或“一”)。
膜片
水久磁体
线圈
源
19.(2024·泸州)如图所示,ab、cd两根光滑平行
金属导轨固定在同一水平面内,处于蹄形磁
22.(2023·营口)某温度自动报警器的原理图如
铁磁场中的金属杆g放在导轨上,在外力
图所示。电磁铁上端为N极,在水银温度计
作用下沿导轨运动。若ad之间断开,则电
中封入一段金属丝,当温度低于设定温度
路中
(选填“有”或“无”)感应电流:若
时,安全指示灯常亮;当温度达到设定温度
ad之间接入电流计,pg杆向右运动时,指针
时,安全指示灯熄灭,电铃发出报警信号。
向右偏,pg杆向左运动时,指针将向
请在括号中标出电源的极性(用“+”或“一”
偏:若ad之间安装一个直流电源,pg杆通电
表示),并在虚线框内填人电铃(个)和指示
后由静止开始沿导轨向右运动,同时交换电
灯的电路元件符号。
源的正负极和磁铁的南北极,pg杆通电后由
静止开始沿导轨向
运动。
比源
三、作图题
20.(2023·陕西)如图,请在括号中标出小磁针
23.(2022·随州)如图所示,一个通电螺线管,绕
静止时右侧磁极的名称,并用箭头在M点标
线未画出,电源“+、一”极未标出,为了防止
出磁感线的方向。
短路,绕线具有一定的电阻。已知一个可自
由转动的小磁针放在螺线管的一端最终静
止时状态如图,图中的“”是小磁针的极性。
要求:
(1)画出绕线(三匝即可),使它和电源形成
·136·
第十三单元磁与电、电磁相互作用及应用
闭合回路:
25.在探究“电动机为什么会转动”的实验中:
(2)标出电源“+、一”极。
(3)画一条螺线管周围的磁感线。
(1)我们首先想到的是磁体间发生相互作用
是因为一个磁体放在了另一个磁体的磁场
中,那么通电导体周围也存在
,磁
四、实验探究题
体会对通电导体产生力的作用吗?
24.(2023·云南)某实验小组探究“通电螺线管
(2)如图所示,将一根导体ab置于蹄形磁铁
外部磁场的特点”。
的两极之间,未闭合开关前,导体
(1)将螺线管安装在一块有机玻璃板上,连
,闭合开关后,导体
,说明磁场
入电路中。在板面上均匀地撒满铁屑,闭合
对
导体有力的作用。
开关并轻敲玻璃板面,观察到铁屑分布情况
(3)断开开关,将图中磁铁的N、S极对调,再
如图甲所示。铁屑的分布情况与
闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对调
磁体周围铁屑的分布情况相似,铁屑的作用
前的运动方向
,说明通电导体在磁
是显示
场中的受力方向与
有关。
(4)断开开关,将图中电源的正、负极对调,
再闭合开关,会发现导体ab的运动方向与对
调前的运动方向
,说明通电导体在
磁场中的受力方向与
有关。
甲
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向,
(选填“能”或“不能”)确定受力方
向与磁场方向或电流方向是否有关。
内
26.(2023·鄂州)物理小组的同学们利用如图所
示的实验装置,探究导体在磁场中运动时产
(2)把小磁针放在通电螺线管四周不同的位置,
生感应电流的条件。
小磁针静止时N极所指方向如图乙所示,则通
电螺线管的右端为
极。对调电源正负
极,闭合开关,小磁针静止时N极所指方向
如图丙所示,说明通电螺线管的极性与
的方向有关。
(1)磁铁不动,闭合开关,导体棒沿
·137·指南针·神剂中专·绮理·参答案《K)
2.1
国,实除探文是
22
第二版快
专题硫理
1慧(1)甲.乙申联
()面甘导体的电减越大:生的热量越多
专题一选题
14(1D
L.自2A3D4.D5.1k07.C&A9.D
CI
缘A1,D2D13.鞋14.8线C16.A7.D
(g4口支更定值电阳再端的电国
B19.TD2mC1L.A211慧尤14D
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3.1
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第十四单元电感液与信息技术.
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第十二单元电功率家庭川电
物理学与能技术
孔实像、推人2一4昌体控有
第十三单元磁与电,电磁和互作用及应用
2队汽化数出1.2×1时
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茶菌询练
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二、填空题
二,塘空是
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3611b941
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13红养线电避技
37,1线44001003线井火线
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三、作图题
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2
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53
54