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(優(yōu)質(zhì))大學(xué)物理(31-32)PPT課件(優(yōu)質(zhì))大學(xué)物理(31-32)PPT課件電磁感應(yīng)小結(jié)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)小結(jié)電磁感應(yīng)(優(yōu)質(zhì))大學(xué)物理(3132)課件且實(shí)驗(yàn)表明L與

對(duì)于鐵磁質(zhì),除了與上述原因有關(guān)外,L還與回路中的電流有關(guān).就是說(shuō),L基本上反映的是自感線(xiàn)圈自身性質(zhì)的物理量。自感、互感和磁場(chǎng)能量自感系數(shù)通電線(xiàn)圈由于自身電流的變化而引起本線(xiàn)圈所圍面積里磁通的變化,并在回路中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象,叫自感現(xiàn)象。1.自感且實(shí)驗(yàn)表明L與對(duì)于鐵磁質(zhì),除了與上述原因有關(guān)外,L還與自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為

當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變,匝數(shù)不變,回路中無(wú)鐵磁質(zhì)而其他磁介質(zhì)均勻時(shí),L為常數(shù),則有1)式中負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表示式——自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙回路電流的變化,即3)上式還表明L∝L,自感系數(shù)表征了回路中的“電磁慣性”。2)上式表明回路中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與回路中電流的變化率成正比。自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變計(jì)算自感L:通電流I,計(jì)算B,求:自感電動(dòng)勢(shì)*計(jì)算自感系數(shù)的步驟①先求自感線(xiàn)圈中的B值;計(jì)算自感L:通電流I,計(jì)算B,求:自感電動(dòng)勢(shì)*計(jì)算自感1)互感系數(shù)的單位與自感系數(shù)相同?;ジ邢禂?shù)不易計(jì)算,一般常用實(shí)驗(yàn)測(cè)定。2)互感系數(shù)與2.互感在相鄰的線(xiàn)圈中,由于鄰近線(xiàn)圈中電流發(fā)生變化而引起電磁感應(yīng)的現(xiàn)象――謂之互感.M表示兩線(xiàn)圈的互感系數(shù)1)互感系數(shù)的單位與自感系數(shù)相同?;ジ邢禂?shù)不易計(jì)算,一般常用互感電動(dòng)勢(shì):

先設(shè)某一線(xiàn)圈中通以電流

I

求出另一線(xiàn)圈的磁通量互感的計(jì)算方法:1)互感電動(dòng)勢(shì)的大小與互感系數(shù)成正比,與鄰近線(xiàn)圈中電流的變化率正比。2)式中負(fù)號(hào)表示互感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙鄰近線(xiàn)圈中電流的變化.M表示兩線(xiàn)圈的互感系數(shù)互感電動(dòng)勢(shì):先設(shè)某一線(xiàn)圈中通以電流I3.自感磁能

磁場(chǎng)能量密度

磁場(chǎng)能量

由能量守恒律,電源反抗自感電動(dòng)勢(shì)所做的功,轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能而儲(chǔ)存在自感線(xiàn)圈中。3.自感磁能磁場(chǎng)能量密度磁場(chǎng)能量由能量守恒律,電源反1.位移電流

為了使安培環(huán)路定理具有更普遍的意義,麥克斯韋提出位移電流假設(shè)。電磁場(chǎng)與電磁波小結(jié)2.麥克斯韋方程組麥克斯韋電磁理論的基本思想有兩點(diǎn):除靜止電荷產(chǎn)生無(wú)旋電場(chǎng)外,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng);除傳導(dǎo)電流激發(fā)磁場(chǎng)外,變化的電場(chǎng)(位移電流)也激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。3.電磁波變化的電場(chǎng)、變化的磁場(chǎng)相互激發(fā),相互轉(zhuǎn)化;以一定的速度由近及遠(yuǎn)地向周?chē)臻g傳播電磁波。1.位移電流為了使安培環(huán)路定理具有更普遍的意義,麥克斯韋提面積為S和2S的兩圓線(xiàn)圈1、2如圖放置,通有相同的電流I.線(xiàn)圈1的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線(xiàn)圈2的磁通用21表示,線(xiàn)圈2的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線(xiàn)圈1的磁通用12表示,則21和12的大小關(guān)系為:

(A)21=212.(B)21>12.(C)21=12.(D)21=12.

答案:D練習(xí)31電磁感應(yīng)(三)面積為S和2S的兩圓線(xiàn)圈1、2如圖放置,通有相同的電流I.2.真空中一根無(wú)限長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線(xiàn)上通電流I,則距導(dǎo)線(xiàn)垂直距離為a的空間某點(diǎn)處的磁能密度為

(A)

(B)

(C)

(D)

磁場(chǎng)能量密度真空中的磁導(dǎo)率為2.真空中一根無(wú)限長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線(xiàn)上通電流I,則距導(dǎo)線(xiàn)垂直距離為3.一自感線(xiàn)圈中,電流強(qiáng)度在0.002s內(nèi)均勻地由10A增加到12A,此過(guò)程中線(xiàn)圈內(nèi)自感電動(dòng)勢(shì)為400V,則線(xiàn)圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)=____.

3.一自感線(xiàn)圈中,電流強(qiáng)度在0.002s內(nèi)均勻地由10自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為

當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變,匝數(shù)不變,回路中無(wú)鐵磁質(zhì)而其他磁介質(zhì)均勻時(shí),L為常數(shù),則有1)式中負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表示式——自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙回路電流的變化,即3)上式還表明L∝L,自感系數(shù)表征了回路中的“電磁慣性”。2)上式表明回路中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與回路中電流的變化率成正比。自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變4.無(wú)限長(zhǎng)密繞直螺線(xiàn)管通以電流I,內(nèi)部充滿(mǎn)均勻、各向同性的磁介質(zhì),磁導(dǎo)率為.管上單位長(zhǎng)度繞有n匝導(dǎo)線(xiàn),則管內(nèi)部的磁感強(qiáng)度為_(kāi)______________,內(nèi)部的磁能密度為_(kāi)____________.均勻、各向同性的磁介質(zhì),磁場(chǎng)能量密度管內(nèi)部的磁感強(qiáng)度4.無(wú)限長(zhǎng)密繞直螺線(xiàn)管通以電流I,內(nèi)部充滿(mǎn)均勻、各向同性的5.一矩形線(xiàn)圈長(zhǎng)a=0.20m,寬b=0.10m,由100匝表面絕緣的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞成,放在一很長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)旁且與之共面,線(xiàn)圈的長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)平行,導(dǎo)線(xiàn)和線(xiàn)圈間的距離為b,如圖.求它們之間的互感.(真空的磁導(dǎo)率0=4×10-7H/m)

先設(shè)某一線(xiàn)圈中通以電流

I

求出另一線(xiàn)圈的磁通量互感的計(jì)算方法:

解:設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中有電流I,它在周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)

在矩形線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁通量為

相應(yīng)的磁通鏈5.一矩形線(xiàn)圈長(zhǎng)a=0.20m,寬b=0.10m,6.設(shè)一同軸電纜由半徑分別為r1和r2的兩個(gè)同軸薄壁長(zhǎng)直圓筒組成,兩長(zhǎng)圓筒通有等值反向電流I,如圖所示.兩筒間介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率r=1,求同軸電纜(1)單位長(zhǎng)度的自感系數(shù).(2)單位長(zhǎng)度內(nèi)所儲(chǔ)存的磁能.

(2)單位長(zhǎng)度儲(chǔ)存的磁能解:(1)做半徑為r的長(zhǎng)直圓筒,其產(chǎn)生的磁場(chǎng)

6.設(shè)一同軸電纜由半徑分別為r1和r2的兩個(gè)同軸薄壁長(zhǎng)直圓練習(xí)32電磁場(chǎng)和電磁波

1.關(guān)于位移電流,下列幾種說(shuō)法中哪個(gè)是正確的?

(A)真空中的位移電流產(chǎn)生焦耳熱。(B)位移電流存在電荷的移動(dòng)。(C)

位移電流來(lái)源于變化的電場(chǎng)。(D)在真空中不可能有位移電流。

位移電流與傳導(dǎo)電流之異同②不同處:①相同處:

都可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。不過(guò)在一般情況下,位移電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)很弱不易被人們所覺(jué)察,但在超高頻情況下,位移電流激發(fā)的磁場(chǎng)也是很強(qiáng)的。傳導(dǎo)電流是自由電荷的定向移動(dòng),只能存在于導(dǎo)體或溶液中。其通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。位移電流不存在電荷的移動(dòng),而是電場(chǎng)對(duì)時(shí)間的變化率,即使在真空中也可有位移電流。位移電流的本質(zhì)是變化著的電場(chǎng),不會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。練習(xí)32電磁場(chǎng)和電磁波1.關(guān)于位移電流,下列幾種說(shuō)根據(jù)安培環(huán)路定理對(duì)L2所包圍的回路有對(duì)L1所包圍的回路有式中S為平板電容器的面積,△S為L(zhǎng)1所圍的面積顯然△S<S,所以C全電流總是連續(xù)的。位移電流大小和傳導(dǎo)電流相等,位移電流均勻分布在平板電容器所對(duì)應(yīng)的面積上,環(huán)路L1所包圍電流小于位移電流,即小于傳導(dǎo)電流。根據(jù)安培環(huán)路定理對(duì)L2所包圍的回路有對(duì)L1所包圍的回路有式中在沒(méi)有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場(chǎng)中,沿閉合環(huán)路l(設(shè)環(huán)路包圍的面積為S)__________________________________.

__________________________________________.

麥克斯韋方程組2.電場(chǎng)強(qiáng)度沿任意閉合曲線(xiàn)的線(xiàn)積分等于以該曲線(xiàn)為邊界的任意曲面的磁通量的變化率的負(fù)值。3.通過(guò)任意閉合曲面的磁通量恒等于零。

4.磁場(chǎng)強(qiáng)度沿任意閉合曲線(xiàn)的線(xiàn)積分等于穿過(guò)以該曲線(xiàn)為邊界的曲面的全電流。

1.

通過(guò)任意閉合面的電位移通量等于該曲面所包圍的自由電荷的代數(shù)和。在沒(méi)有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場(chǎng)中,沿閉合環(huán)路l(設(shè)麥克斯韋方程組的微分形式

麥克斯韋方程組的積分形式只能適用于一定范圍內(nèi)(例如一個(gè)閉合回路或一個(gè)閉合曲面內(nèi))的電磁場(chǎng),而不能適用于某一點(diǎn)的電磁場(chǎng)。為此目的我們引入其微分形式式中div――表示對(duì)某矢量求散度,

rot――表示對(duì)某矢量求旋度grad――表示對(duì)標(biāo)量求梯度,在直角坐標(biāo)系中為用算符表示為麥克斯韋方程組的微分形式麥克斯韋方程組的積分形式只能適4.加在平行板電容器極板上的電壓變化率1.0×106V/s,在電容器內(nèi)產(chǎn)生1.0A的位移電流,則該電容器的電容量為_(kāi)___F.解:位移電流公式:而在平行板電容器兩極板之間的電通量而由電容器的定義有

電位移矢量為,令,其中是閉合面內(nèi)自由電荷的代數(shù)和。代入數(shù)值可算得:有電介質(zhì)時(shí)的高斯定理:4.加在平行板電容器極板上的電壓變化率1.0×106V/解而在平行板電容器兩極板之間而由電容器的定義有

5.試證:平行板電容器中的位移電流可寫(xiě)為式中C是電容器的電容,U是極板間的電勢(shì)差.解而在平行板電容器兩極板之間而由電容器的定義有5.試證:(優(yōu)質(zhì))大學(xué)物理(31-32)PPT課件(優(yōu)質(zhì))大學(xué)物理(31-32)PPT課件電磁感應(yīng)小結(jié)電磁感應(yīng)電磁感應(yīng)小結(jié)電磁感應(yīng)(優(yōu)質(zhì))大學(xué)物理(3132)課件且實(shí)驗(yàn)表明L與

對(duì)于鐵磁質(zhì),除了與上述原因有關(guān)外,L還與回路中的電流有關(guān).就是說(shuō),L基本上反映的是自感線(xiàn)圈自身性質(zhì)的物理量。自感、互感和磁場(chǎng)能量自感系數(shù)通電線(xiàn)圈由于自身電流的變化而引起本線(xiàn)圈所圍面積里磁通的變化,并在回路中激起感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的現(xiàn)象,叫自感現(xiàn)象。1.自感且實(shí)驗(yàn)表明L與對(duì)于鐵磁質(zhì),除了與上述原因有關(guān)外,L還與自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為

當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變,匝數(shù)不變,回路中無(wú)鐵磁質(zhì)而其他磁介質(zhì)均勻時(shí),L為常數(shù),則有1)式中負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表示式——自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙回路電流的變化,即3)上式還表明L∝L,自感系數(shù)表征了回路中的“電磁慣性”。2)上式表明回路中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與回路中電流的變化率成正比。自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變計(jì)算自感L:通電流I,計(jì)算B,求:自感電動(dòng)勢(shì)*計(jì)算自感系數(shù)的步驟①先求自感線(xiàn)圈中的B值;計(jì)算自感L:通電流I,計(jì)算B,求:自感電動(dòng)勢(shì)*計(jì)算自感1)互感系數(shù)的單位與自感系數(shù)相同?;ジ邢禂?shù)不易計(jì)算,一般常用實(shí)驗(yàn)測(cè)定。2)互感系數(shù)與2.互感在相鄰的線(xiàn)圈中,由于鄰近線(xiàn)圈中電流發(fā)生變化而引起電磁感應(yīng)的現(xiàn)象――謂之互感.M表示兩線(xiàn)圈的互感系數(shù)1)互感系數(shù)的單位與自感系數(shù)相同?;ジ邢禂?shù)不易計(jì)算,一般常用互感電動(dòng)勢(shì):

先設(shè)某一線(xiàn)圈中通以電流

I

求出另一線(xiàn)圈的磁通量互感的計(jì)算方法:1)互感電動(dòng)勢(shì)的大小與互感系數(shù)成正比,與鄰近線(xiàn)圈中電流的變化率正比。2)式中負(fù)號(hào)表示互感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙鄰近線(xiàn)圈中電流的變化.M表示兩線(xiàn)圈的互感系數(shù)互感電動(dòng)勢(shì):先設(shè)某一線(xiàn)圈中通以電流I3.自感磁能

磁場(chǎng)能量密度

磁場(chǎng)能量

由能量守恒律,電源反抗自感電動(dòng)勢(shì)所做的功,轉(zhuǎn)換成磁場(chǎng)能而儲(chǔ)存在自感線(xiàn)圈中。3.自感磁能磁場(chǎng)能量密度磁場(chǎng)能量由能量守恒律,電源反1.位移電流

為了使安培環(huán)路定理具有更普遍的意義,麥克斯韋提出位移電流假設(shè)。電磁場(chǎng)與電磁波小結(jié)2.麥克斯韋方程組麥克斯韋電磁理論的基本思想有兩點(diǎn):除靜止電荷產(chǎn)生無(wú)旋電場(chǎng)外,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生渦旋電場(chǎng);除傳導(dǎo)電流激發(fā)磁場(chǎng)外,變化的電場(chǎng)(位移電流)也激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。3.電磁波變化的電場(chǎng)、變化的磁場(chǎng)相互激發(fā),相互轉(zhuǎn)化;以一定的速度由近及遠(yuǎn)地向周?chē)臻g傳播電磁波。1.位移電流為了使安培環(huán)路定理具有更普遍的意義,麥克斯韋提面積為S和2S的兩圓線(xiàn)圈1、2如圖放置,通有相同的電流I.線(xiàn)圈1的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線(xiàn)圈2的磁通用21表示,線(xiàn)圈2的電流所產(chǎn)生的通過(guò)線(xiàn)圈1的磁通用12表示,則21和12的大小關(guān)系為:

(A)21=212.(B)21>12.(C)21=12.(D)21=12.

答案:D練習(xí)31電磁感應(yīng)(三)面積為S和2S的兩圓線(xiàn)圈1、2如圖放置,通有相同的電流I.2.真空中一根無(wú)限長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線(xiàn)上通電流I,則距導(dǎo)線(xiàn)垂直距離為a的空間某點(diǎn)處的磁能密度為

(A)

(B)

(C)

(D)

磁場(chǎng)能量密度真空中的磁導(dǎo)率為2.真空中一根無(wú)限長(zhǎng)直細(xì)導(dǎo)線(xiàn)上通電流I,則距導(dǎo)線(xiàn)垂直距離為3.一自感線(xiàn)圈中,電流強(qiáng)度在0.002s內(nèi)均勻地由10A增加到12A,此過(guò)程中線(xiàn)圈內(nèi)自感電動(dòng)勢(shì)為400V,則線(xiàn)圈的自感系數(shù)為L(zhǎng)=____.

3.一自感線(xiàn)圈中,電流強(qiáng)度在0.002s內(nèi)均勻地由10自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為

當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變,匝數(shù)不變,回路中無(wú)鐵磁質(zhì)而其他磁介質(zhì)均勻時(shí),L為常數(shù),則有1)式中負(fù)號(hào)是楞次定律的數(shù)學(xué)表示式——自感電動(dòng)勢(shì)的方向總是阻礙回路電流的變化,即3)上式還表明L∝L,自感系數(shù)表征了回路中的“電磁慣性”。2)上式表明回路中自感電動(dòng)勢(shì)的大小與回路中電流的變化率成正比。自感電動(dòng)勢(shì)的計(jì)算自感電動(dòng)勢(shì)為當(dāng)回路的幾何形狀和大小不變4.無(wú)限長(zhǎng)密繞直螺線(xiàn)管通以電流I,內(nèi)部充滿(mǎn)均勻、各向同性的磁介質(zhì),磁導(dǎo)率為.管上單位長(zhǎng)度繞有n匝導(dǎo)線(xiàn),則管內(nèi)部的磁感強(qiáng)度為_(kāi)______________,內(nèi)部的磁能密度為_(kāi)____________.均勻、各向同性的磁介質(zhì),磁場(chǎng)能量密度管內(nèi)部的磁感強(qiáng)度4.無(wú)限長(zhǎng)密繞直螺線(xiàn)管通以電流I,內(nèi)部充滿(mǎn)均勻、各向同性的5.一矩形線(xiàn)圈長(zhǎng)a=0.20m,寬b=0.10m,由100匝表面絕緣的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)繞成,放在一很長(zhǎng)的直導(dǎo)線(xiàn)旁且與之共面,線(xiàn)圈的長(zhǎng)邊與長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)平行,導(dǎo)線(xiàn)和線(xiàn)圈間的距離為b,如圖.求它們之間的互感.(真空的磁導(dǎo)率0=4×10-7H/m)

先設(shè)某一線(xiàn)圈中通以電流

I

求出另一線(xiàn)圈的磁通量互感的計(jì)算方法:

解:設(shè)長(zhǎng)直導(dǎo)線(xiàn)中有電流I,它在周?chē)a(chǎn)生磁場(chǎng)

在矩形線(xiàn)圈中產(chǎn)生的磁通量為

相應(yīng)的磁通鏈5.一矩形線(xiàn)圈長(zhǎng)a=0.20m,寬b=0.10m,6.設(shè)一同軸電纜由半徑分別為r1和r2的兩個(gè)同軸薄壁長(zhǎng)直圓筒組成,兩長(zhǎng)圓筒通有等值反向電流I,如圖所示.兩筒間介質(zhì)的相對(duì)磁導(dǎo)率r=1,求同軸電纜(1)單位長(zhǎng)度的自感系數(shù).(2)單位長(zhǎng)度內(nèi)所儲(chǔ)存的磁能.

(2)單位長(zhǎng)度儲(chǔ)存的磁能解:(1)做半徑為r的長(zhǎng)直圓筒,其產(chǎn)生的磁場(chǎng)

6.設(shè)一同軸電纜由半徑分別為r1和r2的兩個(gè)同軸薄壁長(zhǎng)直圓練習(xí)32電磁場(chǎng)和電磁波

1.關(guān)于位移電流,下列幾種說(shuō)法中哪個(gè)是正確的?

(A)真空中的位移電流產(chǎn)生焦耳熱。(B)位移電流存在電荷的移動(dòng)。(C)

位移電流來(lái)源于變化的電場(chǎng)。(D)在真空中不可能有位移電流。

位移電流與傳導(dǎo)電流之異同②不同處:①相同處:

都可以激發(fā)渦旋磁場(chǎng)。不過(guò)在一般情況下,位移電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)很弱不易被人們所覺(jué)察,但在超高頻情況下,位移電流激發(fā)的磁場(chǎng)也是很強(qiáng)的。傳導(dǎo)電流是自由電荷的定向移動(dòng),只能存在于導(dǎo)體或溶液中。其通過(guò)導(dǎo)體時(shí)會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。位移電流不存在電荷的移動(dòng),而是電場(chǎng)對(duì)時(shí)間的變化率,即使在真空中也可有位移電流。位移電流的本質(zhì)是變化著的電場(chǎng),不會(huì)產(chǎn)生焦耳熱。練習(xí)32電磁場(chǎng)和電磁波1.關(guān)于位移電流,下列幾種說(shuō)根據(jù)安培環(huán)路定理對(duì)L2所包圍的回路有對(duì)L1所包圍的回路有式中S為平板電容器的面積,△S為L(zhǎng)1所圍的面積顯然△S<S,所以C全電流總是連續(xù)的。位移電流大小和傳導(dǎo)電流相等,位移電流均勻分布在平板電容器所對(duì)應(yīng)的面積上,環(huán)路L1所包圍電流小于位移電流,即小于傳導(dǎo)電流。根據(jù)安培環(huán)路定理對(duì)L2所包圍的回路有對(duì)L1所包圍的回路有式中在沒(méi)有自由電荷與傳導(dǎo)電流的變化電磁場(chǎng)中,

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