高考物理大一輪復(fù)習(xí)第七章恒定電流第2講閉合電路歐姆定律課件.ppt
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第2講 閉合電路歐姆定律,第七章 恒定電流,[考試標(biāo)準(zhǔn)],內(nèi)容索引,,過好雙基關(guān) 回扣基礎(chǔ)知識 訓(xùn)練基礎(chǔ)題目,研透命題點 細(xì)研考綱和真題 分析突破命題點,課時作業(yè) 限時訓(xùn)練 練規(guī)范 練速度,過好雙基關(guān),一、串聯(lián)電路和并聯(lián)電路 1.電路的串、并聯(lián),I1+I(xiàn)2+…+I(xiàn)n,,正比,反比,正比,反比,2.兩個重要的結(jié)論 (1)串聯(lián)電路的總電阻大于 ,電路中任意一個電阻值變大或變小時,串聯(lián)的總電阻 . (2)并聯(lián)電路的總電阻 電路中任意一個支路電阻,任意一個支路電阻值變大或變小時,電路的總電阻 .,電路中任意一個電阻,變大或變小,小于,變大或變小,自測1 電阻R1與R2并聯(lián)在電路中,通過R1與R2的電流之比為1∶2,則當(dāng)R1與R2串聯(lián)后接入電路中時,R1與R2兩端電壓之比U1∶U2為 A.1∶2 B.2∶1 C.1∶4 D.4∶1,√,答案,解析 兩電阻并聯(lián)時,兩端電壓相等,因電流之比為1∶2,故R1∶R2=2∶1;當(dāng)兩電阻串聯(lián)時,有相同的電流,由U=IR可知,U1∶U2=2∶1,選項B正確.,解析,二、閉合電路的歐姆定律 1.公式 (1)I= (只適用于純電阻電路). (2)E= (適用于所有電路). 2.路端電壓與外電阻的關(guān)系 (1)一般情況:U=IR= . (2)特殊情況: ①當(dāng)外電路斷路時,I=0,U= . ②當(dāng)外電路短路時,I短= ,U=0.,U外+I(xiàn)r,E,3.路端電壓U與電流I的關(guān)系 (1)關(guān)系式:U= . (2)U-I圖象(如圖1所示) ①當(dāng)電路斷路即I=0時,縱坐標(biāo)的截距為 . ②當(dāng)外電路電壓為U=0時,橫坐標(biāo)的截距為 . ③圖線的斜率的絕對值為電源的 .,E-Ir,圖1,電源電動勢,短路電流,內(nèi)阻,自測2 將一電源電動勢為E,內(nèi)阻為r的電池,與外電路連接,構(gòu)成一個閉合電路,用R表示外電路總電阻,I表示電路的總電流,下列說法正確的是 A.由U外=IR可知,外電壓隨I的增大而增大 B.由U內(nèi)=Ir可知,電源兩端的電壓隨I的增大而增大 C.由U外=E-Ir可知,電源輸出電壓隨輸出電流I的增大而減小 D.由P=IU外可知,電源的輸出功率P隨輸出電流I的增大而增大,√,答案,解析,解析 因R的變化,才使I發(fā)生了改變,故不能用U外=IR來分析U外隨I的變化情況.由閉合電路歐姆定律知,U外=E-Ir,E、r為定值,故U外隨I的增大而減小,故A、B錯,C對; 對于P=IU外,I增大,R減小,若R<r,由輸出功率P隨外電阻變化曲線可知,R減小,P減小,故D錯.,研透命題點,命題點一 閉合電路歐姆定律及動態(tài)分析,1.當(dāng)外電路的任何一個電阻增大(或減小)時,電路的總電阻一定增大(或減小). 2.若開關(guān)的通、斷使串聯(lián)的用電器增多時,電路的總電阻增大;若開關(guān)的通、斷使并聯(lián)的支路增多時,電路的總電阻減小. 3.電路動態(tài)分析的兩種方法,(1)程序法:電路結(jié)構(gòu)的變化→R的變化→R總的變化→I總的變化→U端的 變化→固定支路,,并聯(lián)分流I 串聯(lián)分壓U,→變化支路,(2)極限法:即因滑動變阻器滑片滑動引起的電路變化問題,可將滑動變阻器的滑片分別滑至兩個極端去討論.,例1 如圖2所示的電路中,調(diào)節(jié)滑動變阻器,電壓表的讀數(shù)由6 V變?yōu)? V,電流表讀數(shù)的變化量為0.5 A,則下列說法中正確的是 A.電流表的讀數(shù)變小了,電源的內(nèi)阻為10 Ω B.電流表的讀數(shù)變大了,電源的內(nèi)阻為20 Ω C.電流表的讀數(shù)變大了,電源的內(nèi)阻為2 Ω D.不知道電流表的具體讀數(shù),無法計算電源的內(nèi)阻,圖2,√,答案,解析,解析 電壓表測量的是路端電壓,根據(jù)題目信息,電壓表讀數(shù)減小,則內(nèi)電壓增大,內(nèi)電壓U內(nèi)=Ir,電源的內(nèi)電阻不變,所以電路總電流增大,由閉合電路歐姆定律知,路端電壓的減少量等于內(nèi)電壓的增加量,所以ΔU=ΔIr,代入數(shù)據(jù)得,電源的內(nèi)阻r=2 Ω,選項C正確.,答案,解析,變式1 一電池外電路斷開時的路端電壓為3 V,接上8 Ω的負(fù)載后路端電壓降為2.4 V,則可以判定電池的電動勢E和內(nèi)阻r為 A.E=2.4 V,r=1 Ω B.E=3 V,r=2 Ω C.E=2.4 V,r=2 Ω D.E=3 V,r=1 Ω,解析 電路斷開時,路端電壓等于電動勢E=3 V,,√,又E=U+I(xiàn)r=U+ 解得內(nèi)阻r=2 Ω.,答案,變式2 在如圖3所示的電路中,電源的內(nèi)阻不能忽略, 當(dāng)電路中接入的電燈數(shù)目增多時,下列說法正確的是 A.外電路的總電阻逐漸變大,電燈兩端的電壓逐漸變小 B.外電路的總電阻逐漸變大,電燈兩端的電壓逐漸變大 C.外電路的總電阻逐漸變小,電燈兩端的電壓逐漸變大 D.外電路的總電阻逐漸變小,電燈兩端的電壓逐漸變小,√,圖3,拓展點 閉合電路的故障分析 1.故障特點 (1)斷路特點:表現(xiàn)為路端電壓不為零而電流為零. (2)短路特點:用電器或電阻發(fā)生短路,表現(xiàn)為有電流通過電路但它兩端電壓為零.,2.檢測方法 (1)電壓表檢測:如果電壓表示數(shù)為零,則說明可能在并聯(lián)路段之外有斷路,或并聯(lián)路段被短路. (2)電流表檢測:當(dāng)電路中接有電源時,可用電流表測量各部分電路上的電流,通過對電流值的分析,可以確定故障的位置.在使用電流表檢測時,一定要注意電流表的極性和量程. (3)歐姆表檢測:當(dāng)測量值很大時,表示該處斷路,當(dāng)測量值很小或為零時,表示該處短路.在使用歐姆表檢測時,電路一定要切斷電源.,例2 用電壓表檢查圖4電路中的故障,測得Uad=5.0 V,Ucd=0 V,Ubc=0 V,Uab=5.0 V,則此故障可能是 A.L斷路 B.R斷路 C.R′斷路 D.S斷路,圖4,答案,√,解析 由Uad=5.0 V和Uab=5.0 V可知,開關(guān)S、燈泡L、電阻R′均為通路,由Ucd=0,Ubc=0可知電路為斷路故障(電路中無電流),所以故障可能是R斷路,選項B正確.,解析,命題點二 電路中的功率及效率問題,1.電源的總功率 (1)任意電路:P總=IE=IU外+I(xiàn)U內(nèi)=P出+P內(nèi).,2.電源內(nèi)部消耗的功率 P內(nèi)=I2r=IU內(nèi)=P總-P出.,3.電源的輸出功率 (1)任意電路:P出=IU外=IE-I2r=P總-P內(nèi).,(3)純電阻電路中輸出功率隨R的變化關(guān)系,②當(dāng)Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越小. ③當(dāng)Rr時,隨著R的增大輸出功率越來越大.,4.電源的效率,因此在純電阻電路中R越大,η越大;當(dāng)R=r時,電源有最大輸出功率,但電源的效率僅為50%.,例3 直流電路如圖5所示,電源內(nèi)阻不可忽略,在滑動變阻器的滑片P向右移動時,電源的 A.總功率一定增大 B.效率一定減小 C.內(nèi)部損耗功率一定減小 D.輸出功率一定先增大后減小,圖5,答案,√,解析,解析 滑片P向右移動時外電路電阻R外增大,由閉合電路歐姆定律知總電流減小,由P總=EI可得P總減小,故選項A錯誤;,由P內(nèi)=I2r可知,選項C正確; 由P出-R外圖象,因不知道R外的初始值與r的關(guān)系,所以無法判斷P出的變化情況,選項D錯誤.,變式3 如圖6所示,已知電源內(nèi)電阻r為2 Ω,定值電阻R0為3 Ω,滑動變阻器的阻值范圍為0~10 Ω.當(dāng)滑動變阻器R阻值為R1時,在R1上獲得最大功率,則R1的阻值應(yīng)為 A.2 Ω B.3 Ω C.4 Ω D.5 Ω,答案,√,圖6,解析 R0為定值電阻,把它等效為電源內(nèi)阻,當(dāng)R1=R0+r,即R1=5 Ω時,R1上獲得最大功率,故選項D正確.,解析,變式4 將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,測得電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線如圖7所示,由此可知 A.電源最大輸出功率可能大于45 W B.電源內(nèi)阻一定等于5 Ω C.電源電動勢為45 V D.電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率大于50%,答案,√,解析,圖7,解析 由題可知將一電源與一電阻箱連接成閉合回路,電阻箱所消耗功率P等于電源輸出功率.由電阻箱所消耗功率P與電阻箱讀數(shù)R變化的曲線可知,電阻箱所消耗功率P最大為45 W,所以電源最大輸出功率為45 W,選項A錯誤; 由電源輸出功率最大的條件可知,電源輸出功率最大時,外電路電阻等于電源內(nèi)阻,所以電源內(nèi)阻一定等于5 Ω,選項B正確; 由電阻箱所消耗功率P最大值為45 W可知,此時電阻箱讀數(shù)為R=5 Ω,電流I= =3 A,電源電動勢E=I(R+r)=30 V,選項C錯誤; 電阻箱所消耗功率P最大時,電源效率為50%,選項D錯誤.,變式5 (2016東海中學(xué)月考)有一個電動勢為3 V、內(nèi)阻為1 Ω的電源.下列電阻與其連接后,使電阻的功率大于2 W,且使該電源的效率大于50%的是 A.0.5 Ω B.1 Ω C.1.5 Ω D.2 Ω,答案,√,解析,則0.5 Ω<R<2 Ω,,因為η>50%,所以R>1 Ω, 綜上可得1 Ω<R<2 Ω,A、B、D錯誤,C正確.,命題點三 電源和電阻U—I圖象的比較,兩種圖線的比較,例4 如圖8所示,直線A是電源的路端電壓和電流的關(guān)系圖線,直線B、C分別是電阻R1、R2兩端的電壓與電流的關(guān)系圖線,若這兩個電阻分別接到這個電源上,則 A.R1接在電源上時,電源的效率高 B.R2接在電源上時,電源的效率高 C.R1接在電源上時,電源的輸出功率大 D.電源的輸出功率一樣大,答案,解析,√,圖8,解析 U-I圖象中圖線與U軸的交點表示電源的電動勢,與I軸的交點表示短路電流,U-I圖象中圖線斜率的大小表示內(nèi)阻,故電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流I1>I2,內(nèi)阻r1<r2,故選項A、B、C錯誤; 根據(jù)U=E-Ir可知,當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的內(nèi)阻大,路端電壓變化大,故選項D正確.,變式6 (2017紹興一中期末)如圖9為兩個閉合電路中兩個不同電源的U-I圖象,下列判斷正確的是 A.電動勢E1=E2,發(fā)生短路時的電流I1<I2 B.電動勢E1=E2,內(nèi)阻r1>r2 C.電動勢E1>E2,內(nèi)阻r1<r2 D.當(dāng)兩電源的工作電流變化量相同時,電源2的路端電壓變化大,答案,√,圖9,解析,變式7 如圖10所示,直線A為某電源的U-I圖線,曲線B為某小燈泡的U-I圖線,用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率和電源的總功率分別是 A.4 W,8 W B.2 W,4 W C.2 W,3 W D.4 W,6 W,答案,解析,√,圖10,解析 用該電源和小燈泡組成閉合電路時,電源的輸出功率是UI=22 W=4 W,電源的總功率是EI=32 W=6 W,選項D正確.,變式8 如圖11所示,直線A為電源a的路端電壓與電流的關(guān)系圖線;直線B為電源b的路端電壓與電流的關(guān)系圖線;直線C為一個電阻R兩端電壓與電流的關(guān)系圖線.如果將這個電阻R分別接到a、b兩電源上,那么有 A.R接到a電源上,電源的效率較高 B.R接到b電源上,電源的輸出功率較大 C.R接到a電源上,電源的輸出功率較大,但電源效率較低 D.R接到b電源上,電阻的發(fā)熱功率和電源的效率都較高,答案,√,解析,圖11,解析 由題圖判斷電源a的內(nèi)阻大,在純電阻電路中電源效率η= 100%,內(nèi)阻越大,效率越低,故R接到a電源上電源效率低;電源的輸出功率P=UI對應(yīng)圖線交點坐標(biāo)的乘積,故R接到a電源上電源的輸出功率大,故C正確.,課時作業(yè),1.閉合電路歐姆定律的下列敘述中正確的是 A.E=IR+I(xiàn)r適用于所有電路 B.I= 僅適用于外電路是純電阻電路 C.E=U外+U內(nèi)僅適用于純電阻電路 D.電源的電動勢數(shù)值上等于電源兩極間的電壓,答案,解析,解析 E=IR+I(xiàn)r和I= 僅適用于外電路是純電阻電路,選項A錯誤,B正確; E=U外+U內(nèi)對任何電路都適用,選項C錯誤; 電源的電動勢數(shù)值上等于外電路斷開時電源兩極間的電壓,選項D錯誤.,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,2.有兩個阻值都為R的電阻,串聯(lián)起來接在電動勢為E的電源上,通過每個電阻的電流為I,若將這兩個電阻并聯(lián)起來,仍接在該電源上,此時通過一個電阻的電流為 則該電源的內(nèi)阻是,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,3.(2016衢州市模擬)太陽能路燈以太陽光為能源,白天太陽能電池板給蓄電池充電,晚上蓄電池給路燈供電,安全節(jié)能無污染,已被廣泛采用.如圖1所示,是某地使用的太陽能路燈和 它的電池板銘牌,則該電池板的內(nèi)阻約為 A.7.58 Ω B.6.03 Ω C.6.23 Ω D.7.35 Ω,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,圖1,解析,解析 電池板的開路電壓等于電池板的電動勢,則該電池板的電動勢為E=43 V 由題圖知,短路電流為I短=5.85 A 根據(jù)閉合電路歐姆定律得:電池板的內(nèi)阻,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,4.在如圖2所示的電路中,電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,電阻R1和滑動變阻器R2串聯(lián),將R2的滑片P向右移動至最右端時,下列說法正確的是 A.電源內(nèi)消耗的功率最小 B.電阻R1消耗的功率最小 C.電路的外電阻最小 D.電源的內(nèi)電壓最小,圖2,解析 將R2的滑片P向右移動至最右端時,R2被短路,電路的外電阻最小,總電阻最小,由閉合電路歐姆定律可得電路中電流最大,則內(nèi)電壓最大,根據(jù)P=I2R可知,電阻R1消耗的功率最大,電源內(nèi)消耗的功率也最大,故C正確,A、B、D錯誤.,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,A.P1=EI B.P2=U2I C.U1=E-Ir D.U2=IR,5.如圖3所示,一個電阻R和一個電動機M(內(nèi)阻也為R)串聯(lián)接在電動勢為E、內(nèi)電阻為r的直流電源上,電路中的電流為I,電動機正常轉(zhuǎn)動,電阻R兩端的電壓為U1,電功率為P1,電動機兩端的電壓為U2,電功率為P2,則下列關(guān)系式正確的是,圖3,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析 電流表有示數(shù),說明電路故障不可能是斷路;電壓表有示數(shù),說明電壓表所測部分沒有短路,綜合判斷,所以是L2短路.,6.如圖4所示是某物理小組同學(xué)研究串聯(lián)電路中電流、電壓特點的實物連接圖,當(dāng)開關(guān)閉合時,燈L1亮,燈L2不亮,電流表和電壓表均有讀數(shù),則故障原因可能是 A.L1斷路 B.L1短路 C.L2斷路 D.L2短路,圖4,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,7.某電源電動勢為E,內(nèi)阻為r.根據(jù)路端電壓與電流的關(guān)系式U=E-Ir,作出U與I的函數(shù)圖象如圖5所示.下列說法正確的是 A.圖線斜率的絕對值表示內(nèi)阻的大小 B.電源短路的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的P點 C.電動勢越大,P點位置越接近坐標(biāo)原點 D.外電路斷開的狀態(tài)對應(yīng)于圖中的Q點,解析 U-I圖象中,由U=E-Ir知,圖線為一條直線,縱截距為電源電動勢,橫截距為短路電流,直線的斜率的絕對值等于電源的內(nèi)阻,故選A.,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,圖5,8.把兩根同種材料做成的電阻絲,分別接在兩個電路中,甲電阻絲長為l,直徑為d,乙電阻絲長為2l,直徑為2d,要使兩電阻絲消耗的功率相等,加在兩電阻絲上的電壓應(yīng)滿足,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,根據(jù)題意,若使P甲=P乙,,9.如圖6所示,電源電壓恒定不變,閉合開關(guān)S,當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,關(guān)于理想電流表A和理想電壓表V的示數(shù)變化敘述正確的是 A.電流表A示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變大 B.電流表A示數(shù)變大,電壓表V示數(shù)變小 C.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變大 D.電流表A示數(shù)變小,電壓表V示數(shù)變小,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,圖6,解析,解析 當(dāng)滑動變阻器的滑片P向右移動時,變阻器的有效電阻增大,外電路總電阻增大,由閉合電路歐姆定律可知,電路中總電流變小,則電流表A示數(shù)變小.根據(jù)閉合電路歐姆定律可知:電壓表V示數(shù)U=E-I(R1+r),I變小,則U變大,故A、B、D錯誤,C正確.,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,10.如圖7所示的電路,燈泡L1與L2完全相同,開關(guān)S閉合后,電壓表 、 的示數(shù)都等于電源電壓,兩個燈泡都不發(fā)光.如果 故障只有一個,則可能是 A.L1短路 B.L1斷路 C.L2短路 D.L2斷路,圖7,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,11.用如圖8甲所示的電路來測量電源電動勢和內(nèi)阻,根據(jù)測得的數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的U-I圖線,由圖可知下列判斷正確的是 A.電源電動勢的測量值為1.40 V B.電源內(nèi)阻的測量值為3.50 Ω C.外電路發(fā)生短路時的電流為0.40 A D.電壓表的示數(shù)為1.20 V時,電流表的示 數(shù)為0.30 A,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,圖8,12.電源的效率η定義為外電路電阻消耗的功率與電源的總功率之比.在測電源電動勢和內(nèi)電阻的實驗中得到的實驗圖線如圖9所示,圖中U為路端電壓,I為干路電流,a、b為圖線上的兩點,相應(yīng)狀態(tài)下電源的效率分別為ηa、ηb.由圖可知ηa、ηb的值分別為,圖9,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,13.(2016溫州市期末)如圖10所示,電源電動勢為12 V,電源內(nèi)阻為1.0 Ω,電路中的電阻R為1.5 Ω,小型直流電動機M的內(nèi)阻為0.5 Ω,閉合開關(guān)S后,電動機正常轉(zhuǎn)動時,理想電流表的示數(shù)為2.0 A.則以下說法中正確的是 A.電動機的輸出功率為14.0 W B.電源輸出的電功率為20.0 W C.電動機產(chǎn)生的熱功率為4.0 W D.電動機兩端的電壓為5.0 V,答案,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,圖10,14.(2017金華市9月十校聯(lián)考)電動自行車已成為人們出行的重要交通工具,下表為某輛電動自行車的銘牌上給出的技術(shù)參數(shù).根據(jù)表中數(shù)據(jù)可以得出(取g=10 m/s2),1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,A.電動機在正常工作時的輸入功率為40 W B.水平路面上額定功率下且滿載最大速度行駛過程中,電動自行車所受 阻力為20 N C.在額定電壓下,電動機突然卡死時,電動機的總功率為200 W D.電動自行車在額定功率情況下正常行駛1小時消耗電能為7.2105 W,答案,解析,√,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,解析 電動機在正常工作時的輸入功率為P=UI=405 W=200 W,故A錯誤; 當(dāng)牽引力等于阻力時,速度達(dá)到最大,,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,電動自行車在額定功率情況下正常行駛1小時消耗電能為W=Pt=7.2105 J,故D正確.,15.(2017金華十校聯(lián)考)如圖11所示,電源電動勢E=24 V,內(nèi)電阻r=1 Ω,定值電阻R1=15 Ω、R2=8 Ω.兩平行金屬板A、B水平放置,兩板間的距離d=0.4 m,閉合開關(guān)S,待電路穩(wěn)定后,將一帶正電的小球從B板小孔以初速度v0豎直向上射入板間,恰能到達(dá)A板.若小球帶電荷量為q=110-2 C,質(zhì)量為m=210-2kg,取g=10 m/s2,不考慮空氣阻力.求:,圖11,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,(1)小球上升過程電場力對小球做的功;,答案 -810-2 J,解析 由閉合電路歐姆定律得,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,所以W=-qUAB=-810-2 J.,(2)小球從B板小孔射入的初速度v0大小;,答案 4 m/s,解得v0=4 m/s.,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,(3)電源的輸出功率P.,答案 23 W,答案,解析,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,電源的輸出功率P=IE-I2r=23 W.,- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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