2019版高考物理二輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤訓(xùn)練16 電學(xué)實(shí)驗(yàn)

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1、課時(shí)跟蹤訓(xùn)練(十六) 電學(xué)實(shí)驗(yàn) 1.把一滿偏電流為Ig的電流表改裝成雙量程的電流表,電路如圖甲所示,接A、C時(shí)的量程為10Ig,接A、B時(shí)的量程為100Igg. (1)定值電阻R1∶R2=________. (2)若Ig=3 mA,Rg=100 Ω,將A、C接入電路,則R1=________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字). (3)若將(2)問中改裝后的電流表的A、C端與一個(gè)阻值為990 Ω的定值電阻串聯(lián)后測量電壓,當(dāng)電流表G的指針指示表盤如圖乙所示位置時(shí),電壓為________V. (4)若將(2)問中改裝后的電流表的A、C端與一個(gè)滑動(dòng)變阻器和電動(dòng)勢為3 V的兩節(jié)干電池相連,改裝成一

2、個(gè)簡易的歐姆表,進(jìn)行歐姆調(diào)零后測量一個(gè)未知電阻,當(dāng)電流表G的指針如圖乙所示時(shí),被測量電阻的阻值為________Ω(結(jié)果保留三位有效數(shù)字). 解析 (1)接A、C時(shí)有:10Ig=Ig+,接A、B時(shí)有:100 Ig=Ig+,解得R1∶R2=1∶9.(2)接A、C時(shí),改裝后電流表量程為30 mA,滿偏電壓為IgRg=300 mV,R1+R2=,R2=9R1,則解得R1=1.11 Ω.(3)改裝后電流表接A、C時(shí)內(nèi)阻為RA==10 Ω,量程為30 mA,串聯(lián)990 Ω的定值電阻后,改裝為量程為30 V的電壓表,由題圖乙可知電壓為11.0 V.(4)歐姆調(diào)零時(shí),改裝成的歐姆表的內(nèi)阻為R內(nèi)==100

3、Ω,改裝后電流表讀數(shù)為I=11.0 mA,由閉合電路歐姆定律得I=,解得Rx=173 Ω. 答案 (1)1∶9 (2)1.11 (3)11.0 (4)173 2.某同學(xué)欲將電流表改裝成中央刻度為15的“×1”擋的歐姆表,現(xiàn)有的器材有: A.一節(jié)5號(hào)干電池 B.電流表A1(量程0~300 μA,內(nèi)阻約100 Ω) C.電流表A2(量程0~100 mA,內(nèi)阻約2.5 Ω) D.電流表A3(量程0~0.6 A,內(nèi)阻約0.2 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R1(0~5 kΩ) F.滑動(dòng)變阻器R2(0~50 Ω) G.一對(duì)表筆及若干導(dǎo)線 (1)請(qǐng)?jiān)谔摼€框內(nèi)補(bǔ)充完成歐姆表的電路原理圖. (

4、2)電流表應(yīng)選用________(選填“A1”、“A2”或“A3”),滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________(選填“R1”或“R2”). (3)在正確選用器材并正確連接好實(shí)驗(yàn)電路的情況下,若電流表滿偏電流為Ig,請(qǐng)回答下列問題: ①指針指在Ig處應(yīng)標(biāo)上“________”,指針指在Ig處應(yīng)標(biāo)上“________”(填寫具體刻度值); ②將兩表筆短接,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使電流表指針指在零歐姆處,此時(shí)回路中的總電阻為________Ω,然后利用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱進(jìn)行校準(zhǔn),當(dāng)電阻箱的示數(shù)為10.0 Ω時(shí),指針?biāo)傅奈恢脩?yīng)標(biāo)上“________”(填寫具體刻度值). 解析 (1)通過電流表的電流應(yīng)從正接線柱流向

5、負(fù)接線柱,電流表的正接線柱應(yīng)接干電池的正極.(2)一節(jié)5號(hào)干電池的電動(dòng)勢E=1.5 V,對(duì)于中央刻度為15的“×1”擋的歐姆表,兩表筆短接時(shí)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使指針指在歐姆零刻度處,此時(shí)電流為滿偏電流Ig,設(shè)回路中的總電阻為r,則E=Igr,當(dāng)兩表筆接阻值為15 Ω的電阻時(shí),電流表半偏,則E=Ig(r+15 Ω),解得r=15 Ω,Ig=100 mA,應(yīng)選用電流表A2,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用R2.(3)①由E=Ig(r+R),得R=30 Ω,指針指在Ig處應(yīng)標(biāo)上“30”,指針指在Ig處應(yīng)標(biāo)上“0”;②歐姆調(diào)零時(shí)回路中的總電阻r=15 Ω,指針?biāo)傅氖緮?shù)為被測電阻的阻值,即當(dāng)電阻箱的示數(shù)為10.0 Ω時(shí),

6、指針?biāo)傅奈恢脩?yīng)標(biāo)上“10”. 答案 (1)如圖所示 (2)A2 R2 (3)①30 0?、?5 10 3.某實(shí)驗(yàn)小組在“描繪小燈泡的伏安特性曲線”實(shí)驗(yàn)中,所用小燈泡上標(biāo)有“2.5 V 0.6 W”的字樣. (1)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用如圖甲所示的電路圖,由于電表內(nèi)阻的影響,小燈泡電阻的測量值________(選填“大于”、“等于”或“小于”)準(zhǔn)確值. (2)現(xiàn)有直流電源E(電動(dòng)勢約4 V,內(nèi)阻約0.5 Ω)、電壓表(量程0~3 V,內(nèi)阻5 kΩ)、開關(guān)和導(dǎo)線若干,以及以下器材: A.電流表(量程0~300 mA,內(nèi)阻約0.4 Ω) B.電流表(量程0~100 mA,內(nèi)阻4 Ω) C

7、.電流表A(量程0~0.6 A內(nèi)阻約為10 Ω) D.滑動(dòng)變阻器(最大阻值10 Ω,額定電流1.0 A) 實(shí)驗(yàn)中,電流表應(yīng)選用________;滑動(dòng)變阻器應(yīng)選用________.(填相應(yīng)器材前的字母) (3)在開關(guān)閉合后,滑片移動(dòng)過程中,電壓表示數(shù)如圖乙所示,此時(shí)電壓表讀數(shù)為________. (4)組內(nèi)某同學(xué)根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的I-U圖線,則小燈泡電阻的阻值隨溫度的升高而________.(選填“不變”、“減小”或“增大”) (5)組內(nèi)另一同學(xué)將上述小燈泡與電動(dòng)勢E=3 V、內(nèi)阻r=1 Ω的電源及定值電阻R0=7 Ω串聯(lián)組成閉合回路,此時(shí)該小燈泡的電功率約為___

8、_____W(保留兩位有效數(shù)字). (6)根據(jù)實(shí)驗(yàn)測量結(jié)果可以繪制小燈泡的電功率P隨其兩端電壓U或電壓的平方U2變化的圖象,在圖丁所給出的圖象中可能正確的是________. 解析 (1)由于實(shí)驗(yàn)電路采用的是電流表外接法,故測得的電流會(huì)偏大,故計(jì)算的小燈泡電阻會(huì)偏?。?2)由于燈泡的規(guī)格為“2.5 V 0.6 W”,故額定電流為I==A=240 mA,故電流表選用量程為0~300 mA的A;滑動(dòng)變阻器如果選C的話,通過變阻器的電流會(huì)大于0.5 A,從而燒壞滑動(dòng)變阻器,故選D.(3)電流表、電壓表(包括刻度尺、彈簧秤等)最小刻度是10分度的,要求讀到最小刻度后再往下估讀一位(估讀的這位是

9、不可靠數(shù)字,卻是有效數(shù)字不可缺少的組成部分),則電壓表讀數(shù)為2.40 V.(4)通過小燈泡的電流增大,則小燈泡的溫度升高,在I-U圖線中斜率的倒數(shù)表示小燈泡的電阻,由題圖丙中圖線知小燈泡電阻的阻值隨溫度的升高而增大.(5)在題圖丙中小燈泡的I-U圖線中作出電動(dòng)勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω+7 Ω=8 Ω的電源的I-U圖線如圖所示,兩圖線的交點(diǎn)坐標(biāo)為I=0.184 A,U=1.54 V,此時(shí)該小燈泡的電功率為P=IU=0.182×1.54 W=0.28 W.(6)已知I與U的關(guān)系圖象,顯然A、B錯(cuò)誤,則UI與U2的圖象與之形狀相同,故選C. 答案 (1)小于 (2)A D (3)2.40 V 

10、(4)增大 (5)0.28(0.26~0.30) (6)C 4.某研究性學(xué)習(xí)小組想測量某電源的電動(dòng)勢E及內(nèi)阻r,實(shí)驗(yàn)室提供的器材有: A.待測電源新、舊兩種 B.一量程為3 V、內(nèi)阻為3 kΩ的電壓表V C.定值電阻R1=3.0 kΩ D.定值電阻R2=6.0 kΩ E.定值電阻R3=9.0 kΩ F.一電阻箱R,阻值范圍為0~9 999.9 Ω G.一只開關(guān)S、若干導(dǎo)線 (1)為了有較好的實(shí)驗(yàn)效果,應(yīng)選擇________(選填“新”或“舊”)電源;能否用多用電表直接測量電源的內(nèi)阻?________(選填“能”或“不能”). (2)若待測電源電動(dòng)勢約9 V,內(nèi)

11、阻約2 Ω,允許通過的最大電流為2.5 A,在虛線框內(nèi)畫出測量電源電動(dòng)勢及內(nèi)阻的實(shí)驗(yàn)原理電路圖,并在圖中標(biāo)明相關(guān)器材的字母符號(hào). (3)某同學(xué)根據(jù)記錄的電壓表和電阻箱的多組數(shù)據(jù),以為縱軸,以為橫軸作出了-圖象,并得到該圖象的斜率為k,縱軸截距為b,則該電源電動(dòng)勢E=________,內(nèi)阻r=________.(用k、b表示) (4)因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔?,則電源電動(dòng)勢的測量值________真實(shí)值,電源內(nèi)阻的測量值________真實(shí)值.(選填“大于”、“等于”或“小于”) 解析 (1)由U=E-Ir可知,電源內(nèi)阻r越大,電路中的電流變化時(shí),路端電壓U變化越大,電壓表示數(shù)變化越明顯,實(shí)驗(yàn)誤

12、差越小,因此用稍舊的電源比全新的電源效果好;多用電表測電源內(nèi)阻,受到電源電動(dòng)勢的影響,電流不只與內(nèi)阻有關(guān),還與電動(dòng)勢有關(guān),所以無法準(zhǔn)確測量電源內(nèi)阻,甚至可能燒壞多用電表.(2)因?yàn)樘峁┑钠鞑闹袥]有電流表,故要采用電壓表和電阻箱測量電源的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,但所給電壓表量程太小,所以將電壓表與定值電阻R2串聯(lián),量程擴(kuò)大為9 V的電壓表.(3)根據(jù)閉合電路歐姆定律可得E=3U+r,變形得=+·,所以以為縱軸,為橫軸作出的-圖象的縱截距為b=,斜率k=,解得E=,r=.(4)因?yàn)殡妷罕淼姆至髯饔?,所以有E=3U+r,整理得=++·,對(duì)比=+·,可知測量得到的電源電動(dòng)勢和內(nèi)阻均偏?。? 答案 (1)舊 不能

13、 (2)如圖所示 (2)  (2)小于 小于 5.圖(a)為某同學(xué)組裝完成的簡易多用電表的電路圖.圖中E是電池;R1、R2、R3、R4和R5是固定電阻,R6是可變電阻;表頭的滿偏電流為250 μA,內(nèi)阻為480 Ω.虛線方框內(nèi)為換擋開關(guān),A端和B端分別與兩表筆相連.該多用電表有5個(gè)擋位,5個(gè)擋位為:直流電壓1 V擋和5 V擋,直流電流1 mA擋和2.5 mA擋,歐姆×100 Ω擋. (1)圖(a)中的A端與________(填“紅”或“黑”)色表筆相連接. (2)關(guān)于R6的使用,下列說法正確的是________(填正確答案標(biāo)號(hào)). A.在使用多用電表之前,調(diào)整R6使電表指針指在

14、表盤左端電流“0”位置 B.使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置 C.使用電流擋時(shí),調(diào)整R6使電表指針盡可能指在表盤右端電流最大位置 (3)根據(jù)題給條件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω. (4)某次測量時(shí)該多用電表指針位置如圖(b)所示.若此時(shí)B端是與“1”連接的,則多用電表讀數(shù)為________;若此時(shí)B端是與“3”連接的,則讀數(shù)為________;若此時(shí)B端是與“5”連接的,則讀數(shù)為________.(結(jié)果均保留3位有效數(shù)字) 解析 (1)當(dāng)B端與“3”連接時(shí),內(nèi)部電源與外部電路形成閉合回路,電流從A端流出,故A端

15、與黑色表筆相連接.(2)在使用多用電表之前,調(diào)整表頭螺絲使電表指針指在表盤左端電流“0”位置,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;使用歐姆擋時(shí),先將兩表筆短接,調(diào)整R6使電表指針指在表盤右端電阻“0”位置,選項(xiàng)B正確;使用電流擋時(shí),電阻R6不在閉合電路中,調(diào)節(jié)無效,選項(xiàng)C錯(cuò)誤.(3)根據(jù)題給條件可知:當(dāng)B端與“2”連接時(shí),表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián),此時(shí)為量程1 mA的電流擋,由并聯(lián)電路兩支路電流與電阻成反比知,==,解得R1+R2=160 Ω. 當(dāng)B端與“4”連接時(shí),表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)后再與R4串聯(lián),此時(shí)為量程1 V的電壓擋,表頭與R1、R2組成的串聯(lián)電路并聯(lián)總電阻為120 Ω,兩端電壓為

16、0.12 V,由串聯(lián)電路中電壓與電阻成正比知:R4兩端電壓為0.88 V,則R4電阻為880 Ω.(4)若此時(shí)B端是與“1”連接的,多用電表作為直流電流表使用,量程2.5 mA,讀數(shù)為1.47 mA.若此時(shí)B端是與“3”連接的,多用電表作為歐姆表使用,讀數(shù)為11×100 Ω=1.10 kΩ.若此時(shí)B端是與“5”連接的,多用電表作為直流電壓表使用,量程為5 V,讀數(shù)為2.95 V. 答案 (1)黑 (2)B (3)160 880 (4)1.47 mA 1.10 kΩ 2.95 V 6.(2018·江西南昌二中等聯(lián)考)用下列器材組裝成一個(gè)電路,既能測量出電池組的電動(dòng)勢E和內(nèi)阻r,又能同時(shí)描繪小

17、燈泡的伏安特性曲線. A.電壓表V1(量程6 V,內(nèi)阻很大) B.電壓表V2(量程4 V,內(nèi)阻很大) C.電流表A(量程3 A,內(nèi)阻很小) D.滑動(dòng)變阻器R(最大阻值10 Ω,額定電流4 A) E.小燈泡(2 A,7 W) F.電池組(電動(dòng)勢E,內(nèi)阻r) G.開關(guān)一只,導(dǎo)線若干 實(shí)驗(yàn)時(shí),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的阻值,多次測理后發(fā)現(xiàn):若電壓表V1的示數(shù)增大,則電壓表V2的示數(shù)減?。? (1)請(qǐng)將設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)電路圖在圖甲中補(bǔ)充完整. (2)每一次操作后,同時(shí)記錄電流表A、電壓表V1和電壓表V2的示數(shù),組成兩個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)(I,U1)、(I,U2),標(biāo)到U-I坐標(biāo)系中,經(jīng)過多次測量,最后描繪出

18、兩條圖線,如圖乙所示,則電池組的電動(dòng)勢E=________V,內(nèi)阻r=________Ω.(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (3)U-I坐標(biāo)中兩條圖線在P點(diǎn)相交,此時(shí)滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值應(yīng)為________Ω,電池組的效率為________. 解析  (1)伏安法測電源電動(dòng)勢與內(nèi)阻實(shí)驗(yàn)中,電壓表測路端電壓,電壓表示數(shù)隨滑動(dòng)變阻器接入電路阻值的增大而增大;描繪小燈泡伏安特性曲線實(shí)驗(yàn)中,電流表測流過小燈泡的電流,小燈泡兩端電壓隨滑動(dòng)變阻器接入電路電阻的增大而減?。挥深}意知,電壓表V1的示數(shù)增大,電壓表V2的示數(shù)減小,則V1測路端電壓,V2測小燈泡兩端電壓,電路圖如圖所示. (2)電池組的U

19、-I圖象是一條傾斜的直線,由圖象可知,電池組電動(dòng)勢E=5.5 V, 電源內(nèi)阻r==Ω=1.0 Ω. (3)由圖乙所示圖象可知,兩圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)即小燈泡電壓UL=3.5 V,此時(shí)電路電流I=2.0 A, 電源的路端電壓也為3.5 V,則R滑=0 電池組的效率η====≈64%. 答案 (1)見解析圖 (2)5.5 10 (3)0.0 64% 7.(2018·陜西咸陽市二模)某同學(xué)為了較精確地測量某一節(jié)干電池的電動(dòng)勢和內(nèi)阻,實(shí)驗(yàn)室準(zhǔn)備了下列器材: A.待測干電池E(電動(dòng)勢約為1.5 V,內(nèi)阻約為1 Ω) B.電流表G(滿偏電流3.0 mA,內(nèi)阻為100 Ω) C.滑動(dòng)變阻器R1

20、(0~10 Ω,額定電流為2 A) D.滑動(dòng)變阻器R1(0~10 Ω,額定電流為2 A) E.滑動(dòng)變阻器R2(0~1 kΩ,額定電流為1 A) F.定值電阻R0(阻值為900 Ω) G.開關(guān)一個(gè),導(dǎo)線若干 (1)為了能比較準(zhǔn)確地進(jìn)行測量,同時(shí)還要考慮操作的方便,實(shí)驗(yàn)中滑動(dòng)變阻器應(yīng)選________. (2)根據(jù)題意在圖甲中畫出該實(shí)驗(yàn)所需要的電路圖. (3)根據(jù)電路圖,將圖乙中實(shí)物圖連接起來,組成完整的電路. (4)如圖丙所示,是某同學(xué)根據(jù)正確的實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù)作出的圖線,其中,縱坐標(biāo)I1為電流表G的示數(shù),橫坐標(biāo)I2為電流表A的示數(shù),由圖丙可知,被測干電池的電動(dòng)勢為______

21、__V,內(nèi)電阻為________Ω(保留兩位有效數(shù)字). 解析 (1)電源電動(dòng)勢為1.5 V,較小,電源的內(nèi)阻較小,為多測幾組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),方便實(shí)驗(yàn)操作,應(yīng)選最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器,因此滑動(dòng)變阻器應(yīng)選D. (2)上述器材中雖然沒有電壓表,但給出了兩個(gè)電流表,將電流表G與定值電阻R0串聯(lián),改裝成了電壓表,用電流表A測電路電流,滑動(dòng)變阻器R1串聯(lián)接入電路,實(shí)驗(yàn)電路圖如圖1所示. (3)完整的電路如圖2所示; (4)根據(jù)歐姆定律和呂聯(lián)電路的知識(shí)得電源兩端電壓為: U=I1(900+100)=1 000I1, 根據(jù)圖象與縱軸的交點(diǎn)得電動(dòng)勢為 E=1.4 mA×1 000 Ω=1

22、.4 V, 與橫軸的交點(diǎn)可得出路端電壓為1.0 V時(shí)電流是0.6 A,由閉合電路歐姆定律E=U+I(xiàn)r可得,電源內(nèi)阻r==≈0.67 Ω. 答案 (1)D (2)見解析圖 (3)見解析圖 (4)1.4 0.67(0.66~0.68均可) 8.(2018·高考物理全真模擬卷一)某學(xué)習(xí)小組進(jìn)行精確測量巾阻Rx的阻值的實(shí)驗(yàn),有下列器材供選用 A.待測電阻R(約300 Ω) B.電壓表V(3 V,內(nèi)阻約3 kΩ) C.電流表A1(10 mA,內(nèi)阻約10 Ω) D.電流表A2(20 mA,內(nèi)阻約5 Ω) E.滑動(dòng)變阻器R1(0~20 Ω,額定電流2 A) F.滑動(dòng)變阻器R2(0~2

23、000 Ω,額炷電流0.5 A) G.直流電源E(3 V,內(nèi)阻約1 Ω) H.開關(guān)、導(dǎo)線若干 (1)甲同學(xué)根據(jù)以上器材設(shè)計(jì)成用伏安法測量電阻的電路,并能滿足Rx兩端電壓能從0開始變化進(jìn)行多次測量.則電流表應(yīng)選擇________(填“A1”或“A2”);滑動(dòng)變阻器應(yīng)選擇________(填“R1”或“R2”);并請(qǐng)?jiān)谔摼€框中幫甲同學(xué)完成實(shí)驗(yàn)原理電路圖________. (2)乙同學(xué)繹過反復(fù)思考,利用所給器材設(shè)計(jì)出了如圖所示的測量電路,具體操作如下: ①按圖連接好實(shí)驗(yàn)電峂,閉合開關(guān)S1前調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2的滑片至適當(dāng)位置; ②閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R

24、2的滑片,使電流表A1的示數(shù)恰好為電流表A2的示數(shù)的一半 ③閉合開關(guān)S2并保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片位置不變,讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù),分別記為U、I; ④待測電阻的阻值Rx=________.比較甲、乙兩同學(xué)測量電阻Rx的方法,你認(rèn)為哪種方法更有利于減小系統(tǒng)誤差?答________同學(xué)(填“甲”或“乙”). 解析 根據(jù)通過待測電阻的最大電流選擇電流表,根據(jù)題意確定滑動(dòng)變阻器的接法,為方便實(shí)驗(yàn)操作選擇最大阻值較小的滑動(dòng)變阻器,根據(jù)待測電阻與電表內(nèi)阻的關(guān)系確定電流表接法,然后作出電路圖.根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟應(yīng)用歐姆定律求出電阻阻值;根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟與實(shí)驗(yàn)原理分析實(shí)驗(yàn)誤差,然后作出解答. (1)要滿足Rx兩端電壓能從0開始變化進(jìn)行多次測量,滑動(dòng)變阻器一定采用分壓式接法,為調(diào)節(jié)的方便,滑動(dòng)變阻器應(yīng)選小一些的R1,通過Rx的電流最大值I==10 mA,所以電流表應(yīng)選A1,因Rx>.是大電阻,故采用電流表內(nèi)接法,電路圖如圖所示; (2)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2時(shí),當(dāng)I1=I2,此時(shí)Rx=r1+R2;閉合開關(guān)S2并保持滑動(dòng)變阻器R2的滑片的位置不變,讀出電壓表V和電流表A1的示數(shù),分別記為U、I,r1+R2=所,以Rx=,甲同學(xué)因電壓的測量偏大,所以電阻的測量值偏大,乙同學(xué)的沒有誤差,所以乙同學(xué)的方法更好. 答案 (1)A1 R1  (2)③ ④乙 12

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