磁_場高考模擬題及答案詳解_第1頁
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文檔簡介

1、<p><b>  一、選擇題</b></p><p>  1.(貴州省黔西一中2011屆高三第三次月考試題)如圖所示,一束正離子從s點沿水平方向射出,在沒有偏轉(zhuǎn)電場、磁場時恰好擊中熒光 屏上的坐標(biāo)原點O;若同時加上電場和磁場后,正離子束最后打在熒光屏上坐標(biāo)系的第Ⅲ象限中,則所加電場E和磁場B的方向可能是(不計離子重力及其間相互作用力)( )</p>

2、<p>  A.E向下,B向上B.E向下,B向下</p><p>  C.E向上,B向下D.E向上,B向上</p><p>  答案 1.答案A, 解析:離子打在第Ⅲ象限,相對于原點O向下運動和向左運動,所以E向下,B向上。所以A正確。</p><p>  2.(黑龍江哈九中2011屆高三上學(xué)期期末考試物理試題全解全析)等離子氣流由左方連續(xù)以v0射

3、入Pl和P2兩板間的勻強磁場中,ab直導(dǎo)線與Pl、P2相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd連接.線圈A 內(nèi)有隨圖乙所示的變化磁場.且磁場B 的正方向規(guī)定為向左,如圖甲所示,則下列說法正確的是( )</p><p>  A.0~ls內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥</p><p>  B.1~2s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥</p><p>  C.2~3s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排

4、斥</p><p>  D.3~4s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥</p><p><b>  【答案】CD;</b></p><p>  【解析】等離子氣流由左方連續(xù)以v0射入Pl和P2兩板間的勻強磁場中時,由于洛倫茲力作用正離子向上偏轉(zhuǎn),負離子向下偏轉(zhuǎn),使得直導(dǎo)線ab中產(chǎn)生了向下的電流.在0~ls內(nèi)線圈A 內(nèi)有向右的磁場且正在減小,根據(jù)楞次定律故

5、線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流的磁場向右,由安培定則,cd導(dǎo)線中產(chǎn)生了向下的電流,從而導(dǎo)致ab、cd導(dǎo)線互相吸引;同理可以判斷1~2s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引,2~3s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥,3~4s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥.</p><p><b>  【考點】磁場.</b></p><p>  3.( 黑龍江哈九中2011屆高三上學(xué)期期末考試物理試題全解全析 ) 如圖,一

6、個質(zhì)量為m、帶電量為+q的圓環(huán),可在水平放置的足夠長的粗糙細桿上滑動,細桿處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中?,F(xiàn)給圓環(huán)一個水平向右的初速度v0,在以后的運動中下列說法正確的是( )</p><p>  A.圓環(huán)可能做勻減速運動 </p><p>  B.圓環(huán)不可能做勻速直線運動</p><p>  C.圓環(huán)克服摩擦力所做

7、的功一定為</p><p>  D.圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為</p><p><b>  【答案】D;</b></p><p>  【解析】帶電圓環(huán)向右滑動過程中,受到向上的洛倫茲力,當(dāng)該力和重力不相等時,桿對圓環(huán)出現(xiàn)彈力,即受摩擦力作用,因而做減速直線運動,則洛倫茲力減小,故圓環(huán)運動的加速度要變化,即選項A不正確;當(dāng)該力和重力相等時,桿對

8、圓環(huán)的彈力為0,即不受摩擦力作用,因而做勻速直線運動,即選項B不正確;</p><p>  也正是由于這個可能的情況,所以說圓環(huán)克服摩擦力所做的功一定為 是錯誤的,即選項C也不正確.同樣是這個原因,圓環(huán)做勻速直線運動的速度滿足,即,根據(jù)動能定理則有</p><p>  ,所以圓環(huán)克服摩擦力所做的功可能為.</p><p><b>  【考點】磁場. <

9、;/b></p><p>  4.(上海市長寧區(qū)2011屆高三上學(xué)期期末考試)在赤道上某處有一支避雷針.當(dāng)帶有負電的烏云經(jīng)過避雷針上方時,避雷針開始放電形成瞬間電流,則地磁場對避雷針的作用力的方向為 </p><p>  A.正東 B.正西 C.正南 D.正北 </p><p>

10、;<b> ?。邸?  ]</b></p><p><b>  答案 B.</b></p><p>  5.(吉林省東北師大附中2011屆高三第三次摸底考試試題)如圖,電源電動勢為E,內(nèi)阻為r,滑動變阻器電阻為R,開關(guān)閉合。兩平行極板間有勻強磁場,一帶電粒子正好以速度v勻速穿過兩板。以下說法正確的是(忽略帶電粒子的重力)( )</

11、p><p>  A.保持開關(guān)閉合,將滑片P向上滑動一點,粒子將可能</p><p>  從下極板邊緣射出B.保持開關(guān)閉合,將滑片P向下滑動一點,粒子將可能</p><p>  從下極板邊緣射出C.保持開關(guān)閉合,將a極板向下移動一點,粒子將繼續(xù)沿直線穿出D.如果將開關(guān)斷開,粒子將繼續(xù)沿直線穿出</p><p><b>  答案 AB

12、.</b></p><p>  6、(上海市金山區(qū)2011屆高三上學(xué)期期末考試) 如圖所示,垂直紙面的正方形勻強磁場區(qū)域內(nèi),有一位于紙面的、電阻均勻的正方形導(dǎo)體框abcd,現(xiàn)將導(dǎo)體框分別朝兩個方向以v、3v速度勻速拉出磁場,則導(dǎo)體框從兩個方向移出磁場的兩過程中[ ]</p><p>  A.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向相同</p><p> 

13、 B.導(dǎo)體框中產(chǎn)生的焦耳熱相同</p><p>  C.導(dǎo)體框ad邊兩端電勢差相同</p><p>  D.通過導(dǎo)體框截面的電量相同</p><p><b>  答案 AD.</b></p><p>  7、(上海市閘北區(qū)2011屆高三上學(xué)期期末練習(xí)卷)關(guān)于磁通量的概念,以下說法中正確的是( )</p&

14、gt;<p>  A.磁通量發(fā)生變化,一定是磁場發(fā)生變化引起的</p><p>  B.磁感應(yīng)強度越大,穿過閉合回路的磁通量也越大</p><p>  C.磁感應(yīng)強度越大,線圈面積越大,則穿過線圈的磁通量也越大</p><p>  D.穿過線圈的磁通量為零,但該處的磁感應(yīng)強度不一定為零</p><p><b>  答案

15、 D.</b></p><p>  8.(遼寧省沈陽二中 2011屆高三上學(xué)期第四次階段測試)如圖所示,在2L≥x≥0的區(qū)域內(nèi)存在著勻強磁場,磁場的方向垂直于xOy平面(紙面)向里,具有一定電阻的矩形線框abcd位于xOy平面內(nèi),線框的ab邊與y軸重合,bc邊長為L,令線框從t-0的時刻起由靜止開始沿x軸正方向做勻加速運動,則線框中的感應(yīng)電流I(取逆時針方向的電流為正)隨時間t的函數(shù)圖象可能是(

16、 )</p><p><b>  答案 D.</b></p><p>  9.( 寧夏銀川一中2011屆高三第五次月考試題全解全析 )極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進入地極附近的大氣層后,由于地磁場的作用而產(chǎn)生的.如圖所示,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實,這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運動,旋轉(zhuǎn)半徑不斷減?。诉\動形成的原因是( )</p>&l

17、t;p>  A.可能是洛倫茲力對粒子做負功,使其動能減小</p><p>  B.可能是介質(zhì)阻力對粒子做負功,使其動能減小</p><p>  C.可能是粒子的帶電量減小</p><p>  D.南北兩極的磁感應(yīng)強度較強</p><p><b>  【答案】BD. </b></p><p>

18、  【解析】這是磁場中的基本問題,帶電粒子流向兩極時的旋轉(zhuǎn)滿足,</p><p>  即,因此從此式看,旋轉(zhuǎn)半徑不斷減小可能是速度變小、帶電量變大或者磁感應(yīng)強度變強造成的,而因為洛倫茲力對粒子永遠不做功,故答案只能是BD.</p><p><b>  【考點】磁場.</b></p><p>  10.(安徽省皖南八校2011屆高三第二次聯(lián)考試題

19、)帶電小球以一定的初速度v0豎直向上拋出,能夠達到的最大高度為hl;若加上水平方向的勻強磁場,且保持初速度仍為vo,小球上升的最大高度為h2;若加上水平方向的勻強電場,且保持初速度仍為v。,小球上升的的最大高度為h3,如圖所示.不計空氣阻力,則 </p><p>  A.h1=h2=h3</p><p>  B.h1>h2>h3 </p><p&g

20、t;  C.h1=h2>h3</p><p>  D.h1=h3>h2</p><p>  答案 10.答案:D 由豎直上拋運動的最大高度公式得:=。當(dāng)小球在磁場中運動到最高點時,小球應(yīng)有水平速度,由能量守恒得:mgh2+Ek=mV02= mgh1,所以>。當(dāng)加上電場時,由運動的分解可知:在豎直方向上有,V02=2gh3 ,所以=。</p><p> 

21、 11.(山東省聊城市2011屆高三12月月考試題)質(zhì)量為m,帶電量為q的小物塊,從傾角為的光滑絕緣斜面上由靜止下滑,整個斜面置于方向水平向里的勻強磁場中,磁感應(yīng)強度為B,如圖所示,若帶電小物塊下滑后某時刻對斜面的作用力恰好為零,下面說法中正確的是( )</p><p>  A.小物塊一定帶正電荷</p><p>  B.小物塊在斜面上運動時做勻加速直線運動</p>

22、<p>  C.小物塊在斜面上運動時做加速度增大,而速度也增大的變加速直線運動</p><p>  D.小物塊在斜面上下滑過程中,當(dāng)小球?qū)π泵鎵毫榱銜r的速度為</p><p><b>  答案 BD.</b></p><p>  12.(上海市浦東新區(qū)2011屆高三第一學(xué)期質(zhì)量抽測試卷)如圖所示,邊長為2l的正方形虛線框內(nèi)有垂直于

23、紙面向里的勻強磁場,一個邊長為l的正方形導(dǎo)線框所在平面與磁場方向垂直,導(dǎo)線框的一條對角線和虛線框的一條對角線恰好在同一直線上。從t=0開始,使導(dǎo)線框從圖示位置開始以恒定速度沿對角線方向移動進入磁場,直到整個導(dǎo)線框離開磁場區(qū)域。用I表示導(dǎo)線框中的感應(yīng)電流(逆時針方向為正),則下列表示I-t關(guān)系的圖線中,正確的是( )</p><p>  A B

24、 C D</p><p><b>  答案 D.</b></p><p>  13.(上海市浦東新區(qū)2011屆高三第一學(xué)期質(zhì)量抽測試卷)2007年法國科學(xué)家阿爾貝·費爾和德國科學(xué)家彼得·格林貝格爾由于發(fā)現(xiàn)巨磁電阻(GMR)效應(yīng)而榮獲了諾貝爾物理學(xué)獎。如圖是利用GMR設(shè)計的磁鐵礦探測儀原理示意圖,圖中GMR在無外磁

25、場作用時,電阻很大為RG;在外磁場作用下,電阻會發(fā)生大幅度減小。下列說法正確的是( )</p><p><b>  A.電阻R<RG</b></p><p><b>  B.電阻R>RG</b></p><p>  C.若存在磁鐵礦,則指示燈亮</p><p>  D.若存在磁鐵

26、礦,則指示燈不亮</p><p><b>  答案 AC.</b></p><p><b>  二、填空題</b></p><p>  14.(上海市徐匯區(qū)2011屆高三上學(xué)期期末考試)如圖,條形磁鐵的軸線穿過a、b、c三個金屬圓環(huán)的圓心,且與三個環(huán)平面垂直,其中b、c兩環(huán)同平面放置在條形磁鐵的中垂面。三個圓環(huán)的面積為sa

27、=sb<sc。則通過a、b兩環(huán)的磁通量Φa_______Φb,通過b、c兩環(huán)的磁通量Φb_______Φc。(均選填“<”、“>”或“=”)</p><p>  答案14.<,> </p><p>  15.(上海市浦東新區(qū)2011屆高三第一學(xué)期質(zhì)量抽測試卷)(4分)某同學(xué)用圖示實驗裝置研究電流在磁場中的受力方向與電流方向、磁場方向之間的關(guān)系。</p><p>

28、  (1)該同學(xué)將觀察到的實驗現(xiàn)象記錄如下表,在表中部分記錄缺失,請補充完整。</p><p>  (2)某次實驗中閉合電鍵后,金屬棒P不動,可能的原因是:</p><p>  __________________________________________________。</p><p><b>  答案 15.(1)</b></

29、p><p> ?。?)__金屬棒受到的摩擦力太大,金屬棒與導(dǎo)軌接觸不良,磁場太弱,電流太小等__。</p><p>  16.(上海市浦東新區(qū)2011屆高三第一學(xué)期質(zhì)量抽測試卷)abcd是由粗細均勻的電阻絲制成的長方形線框,已知寬ac=L,長ab=1.25L,導(dǎo)線MN是用與線框相同的電阻絲制作而成,與ab邊、cd邊接觸良好,勻強磁場方向垂直線框平面向里。MN在外力作用下由靠近ac邊處向bd邊勻

30、速滑動時,可將MN看作一個等效電源,則在滑動過程中,與ac邊距離為__________時電源效率最大;與ac邊距離為__________時電源的輸出功率最大。</p><p>  答案 1.__0.625L __;__0.25L或L __。</p><p><b>  三、計算題</b></p><p>  17.(湖南嘉禾一中2011屆高三第

31、一次學(xué)情摸底考試03)(10分)如圖所示,平行導(dǎo)軌MN和PQ相距0.5m,電阻可忽略.其水平部分是粗糙的,置于0.60T豎直向上的勻強磁場中,傾斜部分是光滑的,該處沒有磁場.導(dǎo)線a和b質(zhì)量均為0.20kg,電阻均為0.15,a、b相距足夠遠,b放在水平導(dǎo)軌上.a(chǎn)從斜軌上高0.050m處無初速釋放.求:</p><p> ?。?)回路的最大感應(yīng)電流是多少?</p><p> ?。?)如果導(dǎo)線

32、與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)-0.10,當(dāng)導(dǎo)線b的速率達到最大值時,導(dǎo)線a的加速度是多少?</p><p>  答案 17.(1)a棒在沒有磁場的傾斜軌道上下滑時,機械能守恒,進入水平軌道時a棒的速度vm,</p><p><b> ?。?分)</b></p><p>  此時a棒速度最大,進入磁場切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大</p>

33、<p><b> ?。?分)</b></p><p> ?。?)當(dāng)a、b棒組成的閉合回路中有感應(yīng)電流時,a、b棒都受安培力作用,a棒受安培力向右、摩擦力向右,b棒受安培力向左,摩擦力向右。</p><p><b>  (2分)</b></p><p>  因為F>f所以b棒開始向左加速。a棒是向左做減速運動

34、,b棒的速度增大時,電路中的感應(yīng)電流減小,b棒受的安培力在減小,當(dāng)電流減為I'時b棒勻速運動,這時滿足:</p><p><b> ?。?分)</b></p><p>  此時a棒受到的摩擦力和安培力方向都向右,a棒的加速度。</p><p><b> ?。?分)</b></p><p>&

35、lt;b>  a=。(2分)</b></p><p>  18.(蕪湖一中2011屆高三第一次模擬考試物理試題)(14分)如圖所示,傾角、寬度L=1m的足夠長的U形平行光滑金屬導(dǎo)軌固定在磁感應(yīng)強度B=1T,范圍足夠大的勻強磁場中,磁場方向垂直于斜面向下。用平行于軌道的牽引力拉一根質(zhì)量m=0.2kg、電阻R=1Ω放在導(dǎo)軌上的金屬棒ab,使之由靜止沿軌道向上運動,牽引力做功的功率恒為6W,當(dāng)金屬棒移

36、動2.8m時,獲得穩(wěn)定速度,在此過程中金屬棒產(chǎn)生的熱量為5.8J,不計導(dǎo)軌電阻及一切摩擦,取g=10m/s2。求:</p><p>  (1)金屬棒達到穩(wěn)定時速度是多大?</p><p>  (2)金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時需的時間多長?</p><p>  答案 18.解:(1)金屬棒沿軌道向上運動過程中,受到重力、牽引力、安培力三個力的作用,當(dāng)</p>

37、;<p>  三力平衡時,速度達到穩(wěn)定,此時,有</p><p><b>  ,</b></p><p>  代入數(shù)據(jù)得v=2m/s</p><p> ?。?)設(shè)金屬棒從靜止達到穩(wěn)定速度時所需的時間為t,根據(jù)動能定理,有:</p><p>  代入數(shù)據(jù)解得t=1.5s</p><p>

38、;  19.(2011屆高三復(fù)習(xí)全國100所名校物理試題精選二十一)(16分)如圖所示,在0≤x≤a、o≤y≤范圍內(nèi)有垂直于xy平面向外的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小為B。坐標(biāo)原點O處有一個粒子源,在某時刻發(fā)射大量質(zhì)量為m、電荷量為q的帶正電粒子,它們的速度大小相同,速度方向均在xy平面內(nèi),與y軸正方向的夾角分布在0~90°范圍內(nèi).己知粒子在磁場中做圓周運動的半徑介于到a之間,從發(fā)射粒子到粒子全部離開磁場經(jīng)歷的時間恰好為粒子在磁場

39、中做圓周運動周期的四分之一,求最后離開磁場的粒子從粒子源射出時的:</p><p><b> ?。?)速度大小;</b></p><p> ?。?)速度方向與y軸正方向夾角正弦。</p><p><b>  答案 19.解析:</b></p><p>  設(shè)粒子的發(fā)射速度為v,粒子做圓周運動的軌道半

40、徑為R,由牛頓第二定律和洛倫磁力公式,得,解得:</p><p>  當(dāng)<R<a時,在磁場中運動時間最長的粒子,其軌跡是圓心為C</p><p>  的圓弧,圓弧與磁場的邊界相切,如圖所示,設(shè)該粒子在磁場中運</p><p><b>  動的時間為t,</b></p><p><b>  依題意,時,</

41、b></p><p>  設(shè)最后離開磁場的粒子的發(fā)射方向與y軸正方向的夾角為α,由幾何關(guān)系可得:</p><p><b>  再加上,解得:</b></p><p>  20.(黑龍江哈九中2011屆高三上學(xué)期期末考試物理試題全解全析)如圖甲所示,建立Oxy坐標(biāo)系,兩平行極板P、Q垂直于y軸且關(guān)于x軸對稱,極板長度和板間距均為l,第一四象

42、限有磁場,方向垂直于Oxy平面向里。位于極板左側(cè)的粒子源沿x軸向右連接發(fā)射質(zhì)量為m、電量為+q、速度相同、重力不計的帶電粒子。在0~3t0時間內(nèi)兩板間加上如圖乙所示的電壓(不考慮極板邊緣的影響)。已知t = 0時刻進入兩板間的帶電粒子恰好在t0時刻經(jīng)極板邊緣射入磁場。上述m、q、l、t0、B為已知量。(不考慮粒子間相互影響及返回板間的情況)求:</p><p> ?。?)兩板間的電壓U0</p>&

43、lt;p> ?。?)0~3t0時間內(nèi)射入兩板間的帶電粒子在磁場中運動的最長時間t1和最短時間t2</p><p>  (3)t0時刻射入兩板間的帶電粒子進入磁場和離開磁場時的位置坐標(biāo)</p><p>  【答案】20.(1) ;(2) </p><p> ?。?) 進場坐標(biāo); 出場坐標(biāo);</p><p>  【解析

44、】(1)時刻進入兩極板的帶電粒子在電場中做勻變速曲線運動,時刻剛好從極板邊緣射出,在y軸負方向偏移的距離為,則有①,②</p><p><b> ?、?lt;/b></p><p>  聯(lián)立以上三式,解得兩極板間偏轉(zhuǎn)電壓為</p><p> ?。?)時刻進入兩極板的帶電粒子,前時間在電場中偏轉(zhuǎn),后時間兩極板沒有電場,帶電粒子做勻速直線運動。</

45、p><p>  帶電粒子沿x軸方向的分速度大小為</p><p>  帶電粒子離開電場時沿y軸負方向的分速度大小為</p><p>  時刻進入兩極板的帶電粒子在磁場中運動時間最短。帶電粒子離開磁場時沿y軸正方向的分速度為,</p><p>  設(shè)帶電粒子離開電場時速度方向與y軸正方向的夾角為,則,</p><p>  由

46、以上各式解得,帶電粒子在磁場運動的軌跡圖如圖所示,圓弧所對的圓心角為,所求最短時間為,帶電粒子在磁場中運動的周期為,聯(lián)立以上兩式解得,即帶電粒子在磁場中運動最短時間,同理可求得帶電粒子在磁場中運動的最長時間.</p><p> ?。?)如上所述,t0/2時刻進入兩極板的帶電粒子,前t0/2時間在電場中偏轉(zhuǎn),后t0/2時間兩極板沒有電場,帶電粒子做勻速直線運動離開電場。由③式,則在前時間沿y軸方向的位移,之后時間沿

47、y軸方向的位移,故帶電粒子與y軸相交的坐標(biāo)為,即帶電粒子進入磁場時的位置坐標(biāo)為;</p><p>  設(shè)帶電粒子離開電場時速度方向與y軸負方向的夾角為,則,此后受到洛倫茲力向上偏轉(zhuǎn),利用幾何關(guān)系可以求得帶電粒子進入磁場和離開磁場時的位置相距.</p><p>  又 帶電粒子離開電場時沿y軸負方向的分速度大小為 </p><p>  帶電粒子離開電場時的速度大小為

48、 </p><p>  設(shè)帶電粒子離開電場進入磁場做勻速圓周運動的半徑為R,則有 </p><p><b>  由以上各式解得 </b></p><p>  故,因此帶電粒子離開磁場時的位置在y軸的坐標(biāo)</p><p>  ,即帶電粒子離開磁場時的位置坐標(biāo)為.</p><p>  【考點】

49、磁場、電場.</p><p>  21.(北京市西城區(qū)2011屆高三第一學(xué)期期末考試)(10分)如圖所示,矩形單匝導(dǎo)線框abcd豎直放置,其下方有一磁感應(yīng)強度為B的有界勻強磁場區(qū)域,該區(qū)域的上邊界PP′水平,并與線框的ab邊平行,磁場方向與線框平面垂直。已知線框ab邊長為L1,ad邊長為L2,線框質(zhì)量為m,總電阻為R?,F(xiàn)無初速地釋放線框,在下落過程中線框所在平面始終與磁場垂直,且線框的ab邊始終與PP′平行。重力

50、加速度為g。若線框恰好勻速進入磁場,求:</p><p> ?。?)dc邊剛進入磁場時,線框受安培力的大小F;</p><p>  (2)dc邊剛進入磁場時,線框速度的大小υ;</p><p>  (3)在線框從開始下落到ab邊剛進入磁場的過程中,重力做的功W。</p><p><b>  答案 21.解:</b><

51、;/p><p> ?。?)由于線框勻速進入磁場,所以線框進入磁場時受安培力的大小F=mg 【3分】</p><p> ?。?)線框dc邊剛進入磁場時,</p><p>  感應(yīng)電動勢 E=BL1v 【1分】</p><p>  感應(yīng)電流

52、 【1分】</p><p>  dc邊受安培力的大小 F=BIL1 【1分】</p><p>  又 F=mg</p><p>  解得線框速度的大

53、小 v= 【1分】</p><p> ?。?)在線框從開始下落到dc邊剛進入磁場的過程中,重力做功W1,根據(jù)動能定理得</p><p>  W1= 【1分】</p><p>  在線框從dc邊剛進入磁場到ab邊剛進入磁場的過程中,重力做功W2

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