挑战高考压轴题-专题13：电学实验-在线组卷题库

1. 为了利用伏安法测量某一未知电阻R_X（阻值约为6Ω）的阻值，实验室里准备了以下器材：

A．电源，电动势 $E = 3.0 V$ ，内阻不计

B．电压表V，最程 $3 V$ ，内阻约5kΩ

C．电流表A₁ ，量程 $100 mA$ ，内阻R_A=8Ω

D．电流表A₂ ，量程 $3 A$ ，内阻约0.04Ω

E．定值电阻R₁=2Ω

F．定值电阻R₂=20Ω

G．滑动变阻器 $R_{3}$ ，最大阻值5Ω，最大电流为 $3 A$

H．滑动变阻器 $R_{4}$ ，最大阻值1000Ω，最大电流为 $1.5 A$

I．开关S､导线若干

(1)、在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能精确，则在上述提供的器材中电流表应选；定值电阻应选；滑动变阻器应选（填器材前面的字母序号）；

(2)、若电流表的示数为I，电压表的示数为U，在考虑电表内阻的情况下，代入必要的已知数据，通过计算可得出待测电阻的表达式

R_{x} =

；

(3)、请在虚线框内画出测量该电阻阻值的实验电路图。

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2. 某同学在做描绘小灯泡的伏安特性曲线的实验时发现铭牌上标有小灯泡的额定电压为3 V，但额定功率不清晰。

(1)、该同学使用多用电表粗测小灯泡的电阻，选择“×1”欧姆档测量，示数如图所示，则其电阻为Ω（保留3位有效数字）；

(2)、除了导线、开关和电动势为6 V的直流电源外，有以下一些器材可供选择：

电流表：A₁（量程0.6 A，内阻约1 Ω）； A₂（量程3 A，内阻约 $0$ .2 Ω）；

电压表：V （量程3V，内阻约10 kΩ）；

滑动变阻器：R₁（阻值范围 $0$ ~10 Ω）； R₂（阻值范围0~1 kΩ）；

为了让灯泡两端电压从零调节，以及测量更准确，实验时电流表应选择，滑动变阻器应选择；（均填字母代号）

(3)、将实物图中还未完成的部分用笔代替导线补充完整；

(4)、利用实验数据绘出小灯泡的部分伏安特性曲线如图所示。如果将两个这种小灯泡串联后，再接在电动势是3 V，内阻是2 Ω的电源上，则此时每个小灯泡的功率约为W （结果保留2位有效数字）。

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3. 某科学探究小组欲通过测定工业废水的电阻率，来判断废水是否达到排放标准（一般电阻率

ρ \geq 200 Ω \cdot m

的废水即达到排放标准）。该小组用透明塑料板自制了个长方体容器，其左、右两侧面内壁紧贴金属铜薄板（板的厚度和电阻的影响可忽略不计），铜薄板上端分别带有接线柱A、B，如图甲所示。容器内表面长

a = 40 cm

，宽

b = 20 cm

，高

c = 20 cm

。将废水注满容器后，进行如下实验操作。

(1)、用多用电表的电阻档粗测容器中废水的电阻，选择开关置于“

\times 100

”档，其示数如图乙所示，则该废水的电阻值约为Ω；

(2)、为更精确地测量所取废水的电阻率，该小组从实验室中找到如下实验器材：

A．直流电源 $E$ （电动势 $E$ 约 $3 V$ ，内阻 $r_{0}$ 约 $0.1 Ω$ ）；

B．电压表 $V$ （量程 $0 ~ 3 V$ ，内阻约3kΩ）；

C．电流表 $A_{1}$ （量程 $0 ~ 3 mA$ ，内阻约10 $Ω$ ）；

D．电流表 $A_{2}$ （量程 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约0.4 $Ω$ ）；

E．滑动变阻器 $R$ （ $0 ~ 50 Ω$ ，额定电流 $2.0 A$ ）；

F．开关S一个，导线若干。

图丙为该实验小组在实验过程中所采用的电路图，由于废水洒在纸上，导致部分电路图缺失不清，图丙中的电流表A应为（填写器材前面的字母序号“C”或“D”），请你在答题卡相应位置补全电路图；

(3)、正确连接电路后，闭合开关，测得一组U、I数据；再调节滑动变阻器，重复上述测量步骤，得出一系列数据如表所示，请在图丁作出图线。图丁的坐标纸中已经描出了3个点，请在答题卡相应图中将剩余3个点描出，并作出U-I关系图线；

电压 $U / V$	1.46	1.84	1.89	2.10	2.32	2.52
电流 $I / mA$	1.40	1.60	1.80	2.00	2.20	2.40

(4)、由以上测量数据可以求出待测废水的电阻率

ρ =

Ω \cdot m

。该废水（填“达到”或“未达到”）排放标准。

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4. 某同学在实验室发现了一大捆铝导线，他想利用学过的知识计算出导线的长度，于是他设计了如下的实验方案：

(1)、先用螺旋测微器测量该导线的直径如图甲所示，则导线的直径d=mm；

(2)、然后在实验室中找到如下实验器材：学生电源灵敏电流计、电流表（两个）、滑动变阻器（两个）、电阻箱、定值电阻、开关、导线若干。他利用现有器材进行了如下实验：

a．按照图乙所示的电路图连接好实验电路；

b．将滑动变阻器R₃的滑片调至适当位置，滑动变阻器R₁的沿片调至最左端，闭合开关S；

c．将滑动变阻器R₁的滑片逐步向右滑动，并反复调节R₂和R₃使灵敏电流计G示数为零，此时电阻箱R₂的数值为4.0 $Ω$ ，电流表A₁的示数为0.15A，电流表A₂的示数为0.30A。

根据上述实验过程，请回答：

①待测电阻R_x的阻值为 $Ω$ ；

②电流表的内阻对测量结果影响（选填“有”或“无”）；

(3)、最后该同学在资料上查到了该铝导线的电阻率

ρ

=2.82×10^-8

Ω

·m，则这捆导线的长度为m。（结果保留三位有效数字）

(4)、为提高本实验的精确度可采取的措施是。（请答出两条措施）

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5. 图（a）是压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系图像，某实验小组利用其特性设计出一款电子秤，其电路图如图（b）所示。所用器材有：

压敏电阻R_F（无压力时的阻值为50Ω）

电源E₁（电动势12V，内阻不计）

电源E₂（电动势6V，内阻不计）

毫安表mA（量程30mA，内阻10Ω）

滑动变阻器R₁（最大阻值为200Ω）

滑动变阻器R₂（最大阻值为60Ω）

开关S，导线若干。

现进行如下操作：

①将压敏电阻处于无压力状态并按图（b）连接好电路，将滑动变阻器滑片置于b端位置，然后闭合电键S；

②不放重物时缓慢调节滑动变阻器的滑片位置，直到毫安表示数为30mA，保持滑动变阻器滑片的位置不再改变：

③在R_F上施加竖直向下的压力F时，毫安表的示数为I，记录F及对应的I的值；

④将毫安表的表盘从10mA到30mA之间的刻度标记上对应的F值，完成电子秤的设计。请回答下列问题：

(1)、实验中应该选择的滑动变阻器是（填“R₁”或“R₂”），电源是（填“E₁”或“E₂”）；

(2)、由图（a）可得出压敏电阻的阻值大小随压力变化的关系式为Ω，实验小组设计的电子测力计的量程是N。

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6. 图中电源E（电动势为

3 V

，内阻较小）、电压表V（量程

3 V

，内阻

1kΩ

），

A_{2}

（量程

250mA

，内阻约

2Ω

）。

(1)、用如图所示的电路粗测

R_{x}

时，S闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________。

A、最左端 B、最右端 C、正中间

(2)、图中，当

A_{2}

的示数为

150 .0mA

时，V的示数为

2 .52V

，则

R_{x}

的真实值最接近________。

A、

5Ω

B、

15Ω

C、

25Ω

D、

35Ω

(3)、若还有电流表

A_{1}

（量程

25mA

，内阻

5Ω

）、定值电阻

R_{0}

（阻值为

100Ω

）可供选择，为更精确地测量

R_{x}

的阻值，请将设计的电路画在方框中。

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7. 在“测量金属丝的电阻率”的实验中，所用测量仪器均已校准某次实验中，待测金属丝接入电路部分的长度为

50.00 cm

，电阻约几欧。

(1)、用螺旋测微器测量金属丝的直径，某次测量结果如图甲所示，读数应为

mm

（该值与多次测量的平均值相等）。

(2)、实验电路如图乙所示，实验室提供了电源E（

3 V

，内阻不计）、开关S、导线若干，还备有下列实验器材：

应选用的实验器材有__________（选填实验器材前的序号）

A、电压表

V_{1}

（

0 \sim 3 V

，内阻约

2 kΩ

） B、电压表

V_{2}

（

0 \sim 15 V

，内阻约

15 kΩ

） C、电流表

A_{1}

（

0 \sim 3 A

，内阻约

0.01 Ω

） D、电流表

A_{2}

（

0 \sim 0.6 A

，内阻约

0.05 Ω

） E、滑动变阻器R₁（

0 \sim 10 Ω

，

0 .6A

） F、滑动变阻器R₂（

0 \sim 2 kΩ

，

0 .1A

）

(3)、请用笔画线代替导线，在图丙中完成实物电路的连接。

(4)、实验中，调节滑动变阻器，电压表和电流表示数记录如下：

$U / V$	1.05	1.40	1.80	2.30	2.60
$U - I$	0.22	0.28	0.36	0.46	0.51

请在图丁中作出 $U - I$ 图线。由图线可知，金属丝的电阻 $R_{x} =$ $Ω$ （结果保留两位有效数字）

(5)、根据以上数据可以算出金属丝的电阻率

ρ =

Ω \cdot m

（结果保留两位有效数字）。

(6)、下列关于该实验误差的说法中正确的有_________。

A、金属丝发热会产生误差 B、电流表采用外接法，会使电阻率的测量值偏小 C、电压表内阻引起的误差属于偶然误差 D、用

U - I

图像处理数据可以减小系统误差

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8. 测量电阻丝的电阻率

ρ

，电阻丝的电阻约为20Ω，先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上，在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹，沿电阻丝移动金属夹，可改变其与电阻丝接触点P的位置，从而改变接入电路中电阻丝的长度，除电池组E（电动势为

3.0 V

，内阻约1Ω、电阻箱R(0~999.9Ω)开关、导线若干，可供选择的器材还有：

电流表 $A_{1}$ （量程 $0 ~ 100 mA$ ，内阻约5Ω）；

电流表 $A_{2}$ （量程 $0 ~ 0.6 A$ ，内阻约0.2Ω）。

(1)、实验操作步骤如下：

A．用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径；

B．根据所提供的实验器材，设计并连接好如图甲所示的实验电路；

C．调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大，闭合开关；

D．将金属夹夹在电阻丝上某位置，调整电阻箱接入电路中的电阻值，使电流表满偏，记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L；

E．断开开关，改变的位置，调整电阻箱接入电路中的阻值，使电流表再次满偏，重复多次，记录每一次的R和L数据；

F．断开开关。

(2)、如图乙，用螺旋测微器测量电阻丝直径为

d =

mm

；

(3)、电流表应选择（选填“

A_{1}

”或“

A_{2}

”）；

(4)、用记录的多组R和L的数据，绘出了如图丙所示图线，截距分别为

R_{0}

和

L_{0}

，再结合测出的电阻丝直径d，写山电阻丝的电阻率表达式

ρ =

（用给定的字母表示）；

(5)、电流表存在一定内阻，这对该实验的测量结果：______。

A、无影响 B、有影响，结果会偏大 C、有影响，结果会偏小

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9. 某些固体材料受到外力作用后，除了产生形变，其电阻率也会发生变化、这种现象称为“压阻效应”。已知

R_{x}

的阻值变化范围为几十欧姆到几百欧姆，某实验小组在室温下用伏安法探究压敏电阻阻值

R_{x}

随压力F变化的规律，实验室提供了如下器材可供选择：

A．压敏电阻，无压力时阻值 $R_{0} = 400 Ω$

B．直流电源，电动势 $6 V$ ，内阻不计

C．电流表A，量程为 $0 \sim 100 mA$ ，内阻不计

D．电压表V，量程为 $0 \sim 3 V$ ，内阻为 $3 kΩ$

E．定值电阻 $R_{1} = 2 kΩ$

F．滑动变阻器R，最大电阻值约 $50 Ω$

G．开关S与导线若干

(1)、甲同学设计了图1实验电路原理图，请在图2将实物连线图补充完整。

(2)、某次压力测试，在电阻

R_{x}

上施加力F，闭合开关S，测得两个电表的读数分别为U和I，则压敏电阻的阻值

R_{x}

=。

(3)、改变F的大小、测得不同的

R_{x}

值，绘成图象如图3所示，可得其斜率

k =

Ω / N

（保留两位有效数字）。

R_{x}

阻值和压力F的关系式是

R_{x}

=（用

R_{x}

、F和k等表示）。

(4)、按图1实验电路进行实验，调节滑动变阻器使电压表保持满偏，在电阻

R_{x}

上施加力F，当电流表满偏时，压力F为N。

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10. 某物理实验兴趣小组探究测定某品牌矿泉水的电阻率，用一两端开口的玻璃管通过密封塞封住一定量的矿泉水。

(1)、某同学用游标卡尺去测玻璃管的内径，测出的读数如图，则玻璃管的内径d为

mm

；

(2)、该同学用多用电表的电阻档粗略测量玻璃管中矿泉水的电阻，选择开关置于“

\times 10

”档，发现指针如图（a）所示，则该同学接着需要做的实验步骤是：①换选（填“

\times 1

”或“

\times 100

”或“

\times 1 k

”）档；②；

(3)、该组同学按图（b）连好电路后，调节滑动变阻器的滑片，从最右端向左端移动的整个过程中，发现电压表有示数，但几乎不变，可能的原因是_____

A、滑动变阻器阻值太小 B、电路中3、4之间断路 C、电路中5、6之间断路 D、电路中7、8之间断路

(4)、该组同学在改进实验后，测出玻璃管中有水柱的长度为L，电压表示数为U，电流表示数为I，改变玻璃管中的水量来改变水柱的长度，测出多组数据，并描绘出相应的图像如图（c）所示，若图线的斜率为k，则矿泉水的电阻率

ρ =

（用题中字母表示）。

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11. 小李同学想知道日光灯管两端灯丝的电阻情况。

(1)、他首先用万用电表

\times 1

档测量了灯丝两端的电阻，如图甲所示，则它的电阻为

Ω

。

(2)、接下来他用以下器材：学生电源

3 V

，电流表（量程

0.6 mA

、内阻约为

2Ω

）、电压表（量程

3 V

、内阻约为

3kΩ

）、滑动变阻器（阻值

20Ω

、限流

2 A

）等把灯丝接在如图乙电路中，来描绘它的伏安特性曲线，请指出电路图乙中连接错误的导线（填写导线序号）。

(3)、现调整好电路后进行测量，得到如下数据：画出伏安特性曲线，并说明灯丝电阻随电流变化的情况：。

次数	1	2	3	4	5	6	7
$I/A$	0.02	0.04	0.06	0.07	0.08	0.10	0.12
$U/V$	0.23	0.47	0.71	0.85	1.00	1.48	2.25

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12. 现在要测量一段电阻丝的电阻率ρ，其阻值Rx约为0.5 Ω，允许通过的最大电流为0.5 A.现有如下器材可供选择：

电流表A(量程0.6A，内阻约为0.6Ω)

电压表V(量程3V，内阻约为3kΩ)

待测电阻丝R_x(阻值约为0.5Ω)

标准电阻R₀(阻值5Ω)

滑动变阻器R₁(5 Ω，2A)

滑动变阻器R₂(200 Ω，1.5A)

直流电源E(E＝6 V，内阻不计)

开关S、导线若干

(1)、图为四位同学分别设计的测量电路的一部分，你认为合理的是；

(2)、实验中滑动变阻器应该选择(选填“R₁”或“R₂”)，并采用接法；（分压，限流）

(3)、根据你在(1)(2)中的选择，在图甲上完成实验电路的连接；

(4)、实验中，如果两电表的读数分别为U和I，测得拉直后电阻丝的长度为L、直径为D，则待测电阻丝的电阻率ρ的计算式为ρ＝；

(5)、用螺旋测微器测量待测电阻丝的直径时读数如图乙所示，则该电阻丝的直径D＝.

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13. 某同学利用如图所示的电路，测定一个自感系数很大的线圈L的直流电阻

R_{L}

，实验室提供下列器材：

①待测线圈L，阻值约为 $2 Ω$ ，额定电流为2A

②电流表 $A_{1}$ 量程为0.6A，内阻 $r_{1}$ 为 $0.2 Ω$

③电流表 $A_{2}$ 量程为3A，内阻 $r_{2}$ 约为 $0.2 Ω$

④变阻器 $R_{1}$ 阻值为 $0 ～ 10 Ω$ ，变阻器 $R_{2}$ 阻值为 $0 ～ 1 k Ω$

⑤电池E，电动势为9V，内阻很小

⑥定值电阻 $R_{3} = 10 Ω$ ， $R_{4} = 1000 Ω$

⑦开关 $S_{1}$ 、 $S_{2}$

要求实验时，改变变阻器的阻值，待电路稳定时，可使在尽可能大的范围内测得多组 $A_{1}$ 表、 $A_{2}$ 表的读数 $I_{1}$ 、 $I_{2}$ ，利用 $I_{2} - I_{1}$ 的图象，求出电感线圈的电阻.

(1)、实验中定值电阻应选用，变阻器应选用.(填代号)

(2)、

I_{2} - I_{1}

对应的函数关系式为.(选用题干所给出的物理符号表示)

(3)、实验结束时应先断开开关，后断开开关.

(4)、由

I_{2} - I_{1}

图象得出

\frac{I_{2}}{I_{1}}

的平均值为6.0，则电感线圈的直流电阻为.(结果保留3位有效数字)

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14. 一实验小组要测量电压表V₁的内阻，实验室提供如下器材∶

A．待测电压表V₁（量程为0~ 2V，内阻约2kΩ）

B．标准电压表V₂（量程为0~ 9V，内阻约4kΩ）

C．滑动变阻器R₁（阻值范围∶0~ 10Ω）

D．定值电阻R₂=20Ω

E.定值电阻R₃ =5.0kΩ

F.直流电源（内阻约1Ω，电动势为12V）

G.开关、导线若干

(1)、为使实验结果尽可能准确，除待测电压表、直流电源、滑动变阻器、开关和导线之外，该实验小组还选取了标准电压表V₂和一个定值电阻，定值电阻选（填器材前面的序号）。

(2)、某同学按所给的器材完成了供电部分的电路设计，通过S₂切换分压接法与限流接法。请将图中剩下电路的连线补充完整；当S₂断开时，电路为接法；为确保电路安全，测量时，开关S₂应处于状态。

(3)、根据选用的器材，待测电压表V₁的读数为U₁ ，定值电阻阻值为R，标准电压表V₂的读数为U₂ ，由此得出，待测电压表内阻的表达式为。

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15. 某物理实验小组利用实验室提供的器材测定电压表V₁的内阻，可选用的器材如下：

A．待测电压表V₁：量程3V，内阻约3kΩ

B．电压表V₂：量程15V，内阻约20kΩ

C．电流表A：量程3A，内阻约0.1Ω

D．定值电阻R₀：9.0kΩ

E．滑动变阻器R₁：0～200Ω

F．滑动变阻器R₂：0～2kΩ

G．电源E：电动势约为12V，内阻忽略不计

H．开关、导线若干

(1)、现用多用电表测电压表V₁的内阻，选择倍率“×100”挡，其它操作无误，多用电表表盘示数如图1所示，则电压表V₁的内阻约为Ω。

(2)、为了准确测量电压表V₁的内阻，两位同学根据上述实验器材分别设计了如图2甲和乙两个测量电路，你认为（选填“甲”或“乙”）更合理，并在实物图（图3）中用笔画线代替导线将电路图补充完整。

(3)、该实验中滑动变阻器应该选用（选填“R₁”或“R₂”）。

(4)、用已知量R₀和V₁、V₂的示数U₁、U₂来表示电压表V₁的内阻R_V1＝。

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16. 用如图（甲）所示的电路图研究额定电压为2.4V的灯泡L的伏安特性，并测出该灯泡在额定电压下工作时的电阻值。

(1)、在闭合开关S前，滑动变阻器触头应该放在端（选填“a”或“b”）；

(2)、按电路图（甲）测岀的灯泡电阻值比直实值（选壊“偏大”或“偏小”）。根据所得到的图象如图（乙）所示，它在额定电压下实际功率P＝W；

(3)、若将该灯泡直接接在电动势为2.4V，内阻为6Ω的电源两端，此时灯泡L的实际功率P₁＝W，电路工作的效率为。

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17. 某同学在进行“测定金属丝的电阻率”的实验：

(1)、如图甲所示，该同学用螺旋测微器测量金属丝的直径D=mm；

(2)、该同学用如图乙所示电路图测量金属丝R_x的电阻，供选择的仪器如下：

①电流表A₁（内阻为r）；

②电流表 A₂；

③滑动变阻器R₁（0~1000Ω）；

④滑动变阻器R₂（0~20Ω）；

⑤蓄电池（2 V）；

⑥电键 S及导线若干。

滑动变阻器应选择（选填“R₁ ”或“R₂ ”）；在图丙中按图乙用连线代替导线连接实物图；

(3)、闭合电键S ，移动滑动触头至某一位置，记录A₁、A₂的读数I₁、I₂ ，通过调节滑动变阻器，得到多组实验数据；以I₂ 为纵坐标， I₁为横坐标，作出相应图像，如图丁所示。根据I₂—I₁图像的斜率 k及电流表A₁内阻r，写出金属丝电阻的表达式R_x= ；

(4)、测得金属丝连入电路的长度为L，则金属丝电阻率 ρ=（用k、D、L、r表示）。

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18. 为探究小灯泡的电功率 P 和电压 U 的关系，某同学测量小灯泡的电压 U 和电流 I，利用 P=UI 得到电功率。实验可选用的器材有：

电池（电动势为 12 V，内阻不计）；小灯泡（3.0V，1.8W）；

电压表（量程为 0~3 V，内阻约 3 kΩ）；电流表（量程为 0~0.6A，内阻约 0.15Ω）；滑动变阻器（最大阻值为 10Ω）；定值电阻（10Ω、20Ω 和 50Ω）；电键、导线若干。

(1)、准备使用的实物电路如图甲所示。请用笔画线代替导线将图甲所示的实物电路连接完整。

(2)、在 10Ω、20Ω 和 50Ω 的定值电阻中，电阻 R₁应选Ω 的定值电阻。

(3)、处理数据后将 P、U² 描点在坐标纸上，如图乙所示。请在坐标纸上画出 P-U²图线，并说明各点不在一条直线上的原因：。

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挑战高考压轴题-专题13：电学实验

一、实验探究题