
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第十四章素養(yǎng)綜合檢測(cè)歐姆定律一、選擇題(每小題4分,共20分)1.(2022湖北武漢中考)某同學(xué)利用表格中的幾種導(dǎo)體探究影響導(dǎo)體電阻大小的因素。下列說(shuō)法正確的是(
)導(dǎo)體代號(hào)長(zhǎng)度/m橫截面積/mm2材料①1.00.2錳銅②1.00.4錳銅③0.50.4錳銅④1.00.4鎳鉻合金A.為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)”的猜想,應(yīng)選用導(dǎo)體①與②B.為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)”的猜想,應(yīng)選用導(dǎo)體①與③C.為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體橫截面積有關(guān)”的猜想,應(yīng)選用導(dǎo)體①與④D.為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體材料有關(guān)”的猜想,應(yīng)選用導(dǎo)體②與④D解析為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體長(zhǎng)度有關(guān)”的猜想,需要控
制導(dǎo)體的材料和橫截面積相同,改變導(dǎo)體的長(zhǎng)度,分析電阻阻
值的變化,應(yīng)選②③;為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟導(dǎo)體橫截面積有
關(guān)”的猜想,需要控制導(dǎo)體的材料和長(zhǎng)度相同,改變導(dǎo)體橫截
面積,分析電阻阻值的變化,應(yīng)選①②;為檢驗(yàn)“導(dǎo)體電阻跟
導(dǎo)體材料有關(guān)”的猜想,需要控制導(dǎo)體的長(zhǎng)度和橫截面積相
同,改變導(dǎo)體材料,分析電阻阻值的變化,應(yīng)選②④。2.(新課標(biāo)·科學(xué)論證)如圖所示,此時(shí)R1與R2接入電路中的阻值
相同,S1斷開(kāi),S2閉合;下列操作中,一定可以使電流表示數(shù)變
大的是(
)A.閉合S1,斷開(kāi)S2B.閉合S1,向右滑動(dòng)滑片PC.減小電源電壓,閉合S1D.增大電源電壓,向右滑動(dòng)滑片PB解析根據(jù)電路圖可知,當(dāng)S1斷開(kāi)、S2閉合時(shí),電路為R2的簡(jiǎn)
單電路,電流表測(cè)量電路中的電流;閉合S1,斷開(kāi)S2,電路為R1的
簡(jiǎn)單電路,電流表測(cè)量電路中的電流,由于此時(shí)R1與R2接入電
路中的阻值相同,所以電流表示數(shù)不變,故A錯(cuò)誤。閉合S1,兩
個(gè)電阻并聯(lián),電流表測(cè)量干路中的電流;向右滑動(dòng)滑片P,滑動(dòng)
變阻器接入電路的電阻變大,根據(jù)歐姆定律可知,通過(guò)滑動(dòng)變
阻器的電流變小;根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知,干路中的電
流一定大于通過(guò)R1的電流,所以電流表的示數(shù)一定變大,故B正確;閉合S1,兩個(gè)電阻并聯(lián),電流表測(cè)量干路中的電流;減小電源電壓,會(huì)使得通過(guò)R1與R2的電流同時(shí)減小,通過(guò)R1與R2的
電流的和可能會(huì)小于開(kāi)始時(shí)電流表的示數(shù),故C錯(cuò)誤;增大電
源電壓,向右滑動(dòng)滑片P,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變大,根
據(jù)I=
可知,無(wú)法判定通過(guò)R2的電流是否變大,故D錯(cuò)誤。3.如圖所示,小嬡同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡(jiǎn)單的“調(diào)光電路”。電
路連接好后閉合開(kāi)關(guān),導(dǎo)線完好,卻發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表
無(wú)示數(shù)。于是用一個(gè)完好的電壓表探測(cè)電路故障,將電壓表
接在a、b兩點(diǎn)之間,發(fā)現(xiàn)無(wú)示數(shù);接在a、c兩點(diǎn)之間,發(fā)現(xiàn)有
示數(shù)。對(duì)故障分析,下列說(shuō)法正確的是
(
)A.滑動(dòng)變阻器短路
B.滑動(dòng)變阻器斷路C.小燈泡短路
D.小燈泡斷路D解析由圖可知,該電路為串聯(lián)電路,電流表測(cè)電路中的電
流;閉合開(kāi)關(guān),導(dǎo)線完好,卻發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮,電流表無(wú)示數(shù),這
說(shuō)明電路出現(xiàn)了斷路故障;將電壓表接在a、b之間,發(fā)現(xiàn)無(wú)示
數(shù),這說(shuō)明斷路的地方在a、b之外;將電壓表接在a、c之間,
發(fā)現(xiàn)有示數(shù),這說(shuō)明此時(shí)電壓表與電源之間是連通的,所以故
障是b、c之間的小燈泡斷路。4.(跨學(xué)科·數(shù)學(xué))(2024江蘇南京外國(guó)語(yǔ)學(xué)校月考)如圖甲所示是探究“電流與電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖,根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制圖像如圖乙,下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是(
)
A.開(kāi)關(guān)閉合前,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到b端B.實(shí)驗(yàn)中電壓表的示數(shù)保持1V不變C.多次更換阻值不同的定值電阻進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目的是減小誤差D.分析數(shù)據(jù)可得出:導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟
導(dǎo)體的電阻成反比C解析開(kāi)關(guān)閉合前,為保護(hù)電路,應(yīng)將滑動(dòng)變阻器滑片移動(dòng)到
阻值最大處,即b端,故A正確;探究“電流與電阻關(guān)系”要控
制電阻兩端的電壓不變,根據(jù)圖乙可知,電阻兩端的電壓為U
=IR=0.2A×5Ω=0.1A×10Ω=0.05A×20Ω=1V,為一定值,得
出的結(jié)論是導(dǎo)體兩端電壓一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流跟導(dǎo)體的
電阻成反比,故B、D正確;多次更換阻值不同的定值電阻進(jìn)
行實(shí)驗(yàn),目的是得出普遍性的結(jié)論,故C錯(cuò)誤。5.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2024江蘇蘇州星灣學(xué)校月考)如圖所示電路,V1、V2是相同的電壓表,都有0~3V和0~15V兩個(gè)量程。如果閉合開(kāi)關(guān)后,兩電表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,那么電阻R1、R2的阻值可能是(
)A.6Ω、20Ω
B.10Ω、40ΩC.50Ω、100Ω
D.30Ω、20ΩB解析由電路圖可知,電阻R1、R2串聯(lián),電壓表V2測(cè)電源電壓,
電壓表V1測(cè)R1兩端的電壓;因?yàn)榇?lián)電路總電壓等于各分電
壓之和,且兩電表的指針偏轉(zhuǎn)角度相同,所以,V2的量程為0~15V,V1的量程為0~3V,所以電源電壓U與R1兩端電壓U1的關(guān)
系為U=5U1,則R2兩端的電壓U2=4U1,因?yàn)榇?lián)電路各處的電
流相等,所以,由歐姆定律可得:R1∶R2=U1∶U2=1∶4。故
選B。二、填空題(每空2分,共26分)6.(2023江蘇南京鼓樓期末)如圖所示電路,導(dǎo)線a的一端固定
連接在鉛筆芯上,閉合開(kāi)關(guān),當(dāng)導(dǎo)線b的一端在鉛筆芯上左右
移動(dòng)時(shí),燈泡亮度會(huì)發(fā)生變化。這個(gè)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明鉛筆芯是
(選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”),還能說(shuō)明導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的
有關(guān)。為了使燈泡亮度發(fā)生明顯改變,應(yīng)該選擇更
(選填“粗”或“細(xì)”)的鉛筆芯來(lái)做實(shí)驗(yàn)。導(dǎo)體長(zhǎng)度細(xì)解析接入鉛筆芯后燈泡發(fā)光,說(shuō)明鉛筆芯是導(dǎo)體;當(dāng)導(dǎo)線b
的一端在鉛筆芯上左右移動(dòng)時(shí),鉛筆芯接入電路的長(zhǎng)度發(fā)生
變化,電阻發(fā)生變化,燈泡亮度發(fā)生變化,說(shuō)明導(dǎo)體的電阻與
導(dǎo)體的長(zhǎng)度有關(guān);其他條件相同時(shí),鉛筆芯越細(xì),電阻越大,為
了使燈泡亮度發(fā)生明顯改變,應(yīng)使用電阻大的鉛筆芯,故應(yīng)該
選擇更細(xì)的鉛筆芯來(lái)做實(shí)驗(yàn)。7.(2023江蘇徐州礦大附中期末調(diào)研)如圖所示是“伏安法測(cè)電阻”的實(shí)驗(yàn)電路圖,R為待測(cè)定值電阻,阻值約為5Ω。實(shí)驗(yàn)器材有滑動(dòng)變阻器(規(guī)格為“10Ω
2A”)、電壓表(量程分別為0~3V、0~15V)、電流表(量程分別為0~0.6A、0~3A)、電源(3節(jié)新干電池串聯(lián))。為使測(cè)量時(shí)能較準(zhǔn)確地讀數(shù)(指針最好偏過(guò)中間刻度線),則電壓表應(yīng)選
的量程,電流表應(yīng)選
的量程;為了保證兩電表安全,應(yīng)控制滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值大約在
的范圍內(nèi)。0~3V0~0.6A
2.5~10Ω解析由圖知,待測(cè)定值電阻R與滑動(dòng)變阻器串聯(lián),電壓表測(cè)
R兩端的電壓,電流表測(cè)電路中的電流;電源由3節(jié)新干電池串
聯(lián)而成,則電源電壓為4.5V,若電壓表用0~15V量程,則無(wú)論
怎樣調(diào)節(jié)變阻器,電壓表指針的偏轉(zhuǎn)角度都太小,不會(huì)偏過(guò)中
間刻度線,所以電壓表應(yīng)選0~3V的量程;當(dāng)電壓表的示數(shù)達(dá)
到最大值3V時(shí),由歐姆定律可得,電路中的最大電流約為I=
=
=0.6A,故電流表應(yīng)選0~0.6A的量程。電路中的最大電流約為0.6A,由歐姆定律和串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可知,滑動(dòng)變阻器連入電路的最小電阻約為R滑小=R總小-R=
-R=
-5Ω=2.5Ω;滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω,所以為了保證兩
電表安全,應(yīng)控制滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值大約在2.5~10
Ω的范圍內(nèi)。8.(新課標(biāo)·科學(xué)推理)(2024江蘇鹽城毓龍路實(shí)驗(yàn)學(xué)校月考)圖甲是探究“電流和電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)電路圖,電流表和電壓表量程分別為“0~0.6A”“0~3V”,定值電阻R1阻值為10Ω,滑動(dòng)變阻器R2標(biāo)有“20Ω
1A”,電源電壓恒為6V。閉合開(kāi)關(guān),實(shí)驗(yàn)中向左移動(dòng)滑片,
表先達(dá)到最大刻度,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為
Ω。根據(jù)圖乙所示的I-U圖像可得結(jié)論:保持導(dǎo)體
一定,通過(guò)導(dǎo)體的電流與它兩端電壓成
比。電壓10電阻正解析變阻器和定值電阻串聯(lián),電流表和電壓表量程分別為
“0~0.6A”“0~3V”,當(dāng)電壓表達(dá)到最大刻度時(shí),電路中的
電流I=I1=
=
=0.3A<0.6A,此時(shí)電流表還沒(méi)有達(dá)到最大刻度,所以是電壓表先達(dá)到最大刻度;此時(shí)電路中的總電阻:R
總=
=
=20Ω,根據(jù)串聯(lián)電路電阻關(guān)系可知,此時(shí)滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻:R滑=R總-R1=20Ω-10Ω=10Ω;由圖像可
知,橫坐標(biāo)表示導(dǎo)體兩端的電壓,縱坐標(biāo)表示通過(guò)導(dǎo)體的電流,兩者的關(guān)系圖像是一條過(guò)原點(diǎn)的傾斜直線,故可以得出結(jié)論:電阻一定時(shí),通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比。9.(跨學(xué)科·數(shù)學(xué))(2024江蘇南京玄武外國(guó)語(yǔ)學(xué)校月考)如圖所示,電源電壓保持不變,閉合開(kāi)關(guān)S,滑動(dòng)變阻器滑片P從a端移到b端,兩電表示數(shù)變化關(guān)系用圖乙中線段AB表示,則滑動(dòng)變阻器的最大阻值為
Ω,電源電壓為
V;當(dāng)滑片位于中點(diǎn)位置時(shí),電流表的示數(shù)為
A。
2060.3解析由電路圖可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測(cè)R2兩端的電壓,電
流表測(cè)電路中的電流。當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在a端時(shí),滑動(dòng)變
阻器接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,由圖乙可
知,電路中的最小電流I小=0.2A,電壓表的示數(shù)U2=4V,由I=
可知,滑動(dòng)變阻器的最大阻值:R2=
=
=20Ω;當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P在a端時(shí),因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,
所以,電源電壓U=I小R1+U2=0.2A×R1+4V①;當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑
片P在b端時(shí),接入電路中的電阻為零,此時(shí)電路中的電流最大,由圖乙可知,電路中的最大電流I大=0.6A,則電源電壓U=I大
R1=0.6A×R1②,由①②可得:R1=10Ω,U=6V;當(dāng)滑片P位于中
點(diǎn)時(shí),接入電路中的電阻R2'=10Ω,因串聯(lián)電路中總電阻等于
各分電阻之和,所以,電路中的電流為I=
=
=
=0.3A。三、解答題(10題15分,11題15分,12題12分,13題12分,共54分。解答10、11題時(shí)應(yīng)有必要的解題過(guò)程)10.(跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活)(新獨(dú)家原創(chuàng))小明學(xué)習(xí)了電學(xué)知識(shí)后,設(shè)計(jì)了一種體重秤,其原理如圖甲所示,電路中電源電壓恒為6V,定值電阻R0的阻值為20Ω,電壓表的量程為0~3V,輕質(zhì)絕緣的壓力檢測(cè)板M與力敏電阻R相連,R的阻值與壓力F的關(guān)系如圖乙所示。閉合開(kāi)關(guān)S后,試問(wèn):(1)檢測(cè)板不受壓力時(shí),電壓表的示數(shù)為多少?(2)該體重秤所能測(cè)量的最大體重為多少?(3)在不改變電源電壓和電壓表量程的情況下,若要將該體重
秤測(cè)量的最大體重改為700N,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明可行的方法。解析
(1)由圖乙可知,當(dāng)檢測(cè)板不受壓力時(shí),R的阻值為80Ω,
R總=R+R0=80Ω+20Ω=100Ω,此時(shí)電路中的電流:I=
=
=0.06A,R0兩端的電壓:U0=IR0=0.06A×20Ω=1.2V;(2)R0兩端
的最大電壓:U0大=3V,電路中的最大電流:I大=
=
=0.15A,電路中的最小總電阻:R總小=
=
=40Ω,R的最小阻值:R小=R總小-R0=40Ω-20Ω=20Ω,由圖乙可知,該體重秤所能測(cè)量
的最大體重為600N;(3)根據(jù)題意,電壓表示數(shù)為3V時(shí),體重為700N,R的阻值為10Ω,此時(shí)力敏電阻R兩端的電壓:UR=U-
U0大=6V-3V=3V,電路中的電流I'=
=
=0.3A,此時(shí)R0的阻值R0'=
=
=10Ω。故在不改變電源電壓和電壓表量程的情況下,若要將該體重秤測(cè)量的最大體重改為700N,可
將R0的阻值改為10Ω。11.(2024江蘇常州正衡中學(xué)月考)在如圖所示的電路中,電源電壓不變,變阻器R2的最大阻值為50Ω,合上開(kāi)關(guān)后,電壓表示數(shù)為6V,電流表A的示數(shù)為2A,A1的示數(shù)為0.5A。求:
(1)電阻R1的阻值;(2)變阻器R2接入電路的阻值;(3)如果電流表A的量程為0~3A,電流表A1的量程為0~0.6A,為了不使電表?yè)p壞,變阻器連入電路的最小阻值Rmin。解析由電路圖可知,R1與R2并聯(lián),電流表A1測(cè)R1所在支路的
電流,電流表A測(cè)干路電流,電壓表測(cè)電源電壓。(1)因并聯(lián)
電路中各支路兩端的電壓相等,所以,根據(jù)I=
可得電阻R1的阻值:R1=
=
=12Ω;(2)因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和,所以,通過(guò)變阻器R2的電流:I2=I-I1=2A-0.5A=1.5
A;因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,根據(jù)I=
可得滑動(dòng)變阻器接入電路中的阻值:R滑=
=
=4Ω;(3)因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響,所以,滑片移動(dòng)時(shí)通過(guò)R1的電
流不變,即I1=0.5A,當(dāng)電流表A的示數(shù)達(dá)到最大值3A時(shí),滑動(dòng)
變阻器接入電路中的電阻最小,此時(shí),通過(guò)滑動(dòng)變阻器的電
流
I2'=I最大-I1=3A-0.5A=2.5A,滑動(dòng)變阻器接入電路中的最小
阻值
Rmin=
=
=2.4Ω。12.(新考向·開(kāi)放性設(shè)問(wèn))(2023四川宜賓中考)為測(cè)量某待測(cè)電阻Rx的阻值,實(shí)驗(yàn)探究小組設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路圖,并進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)。
(1)在連接如圖乙的電路時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)處于
狀態(tài),閉合開(kāi)
關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于
(選填“A”或
“B”)端;斷開(kāi)
B(2)在如圖乙所示的電路中,閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑片,發(fā)現(xiàn)電壓表
示數(shù)為零,電流表有示數(shù),經(jīng)分析電路連接不完整,具體原因
是
,請(qǐng)?jiān)趫D乙中用筆畫(huà)線代替導(dǎo)線將電路連接完整;
(3)正確連接電路后,某次測(cè)量時(shí)電壓表的示數(shù)為1.5V,電流
表的示數(shù)為0.3A,則待測(cè)電阻Rx的阻值為
Ω;實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)多
測(cè)幾組數(shù)據(jù),求電阻的平均值,目的是
;電壓表沒(méi)有接入電路5
減小誤差如圖所示(4)某實(shí)驗(yàn)小組實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)電壓表已損壞,為測(cè)量Rx的阻值,他
們經(jīng)過(guò)討論設(shè)計(jì)了如圖丙的電路圖。已知電源電壓不變,定值電阻的阻值為R,閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)S2時(shí)電流表讀數(shù)為I1;同
時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí)電流表讀數(shù)為I2,則Rx=
(用R、I1、I2表示);(5)實(shí)驗(yàn)小組完成實(shí)驗(yàn)后,他們經(jīng)過(guò)討論,認(rèn)為用圖甲的電路圖還可以完成
實(shí)驗(yàn)。(至少填寫(xiě)一個(gè)實(shí)驗(yàn)名稱)
探究電流與電壓的關(guān)系
解析
(1)為了保護(hù)電路,在連接如圖乙的電路時(shí),開(kāi)關(guān)S應(yīng)處
于斷開(kāi)狀態(tài),閉合開(kāi)關(guān)前應(yīng)將滑動(dòng)變阻器的滑片置于阻值最
大處,即B端;(2)原電路圖中,電壓表沒(méi)有接入電路,故閉合開(kāi)
關(guān),移動(dòng)滑片,電壓表示數(shù)為零,電流表有示數(shù);在測(cè)電阻的阻
值實(shí)驗(yàn)中,電壓表應(yīng)并聯(lián)在電阻兩端,如答案圖所示;(3)由歐
姆定律可知,待測(cè)電阻Rx的阻值為Rx=
=
=5Ω;為了減小誤差,應(yīng)多次測(cè)量取平均值;(4)閉合開(kāi)關(guān)S1、斷開(kāi)S2時(shí),兩電
阻串聯(lián),電流表讀數(shù)為I1,則電源電壓為U=I1(Rx+R);同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)S1和S2時(shí),電路為Rx的簡(jiǎn)單電路,電流表讀數(shù)為I2,則電源
電壓為U=I2Rx;因電源電壓不變,即I1(Rx+R)=I2Rx,解得:Rx=
;(5)由圖甲可知,用電壓表測(cè)定值電阻兩端電壓,用電流表測(cè)通過(guò)定值電阻的電流,用滑動(dòng)變阻器可以調(diào)節(jié)定值電阻
兩端電壓,故用圖甲的電路圖還可以完成探究電流與電壓的
關(guān)系實(shí)驗(yàn)。13.(2024江蘇南京金陵匯文學(xué)校月考)閱讀短文,回答問(wèn)題:力電傳感器常見(jiàn)的一種力電傳感器由彈簧鋼和應(yīng)變片組成,其結(jié)構(gòu)示意
圖如圖甲所示。彈簧鋼右端固定,在其上、下表面各貼一個(gè)
相同的應(yīng)變片。若在彈簧鋼的自由端施加向下的作用力F,
則彈簧鋼發(fā)生彎曲,上應(yīng)變片被拉伸,下應(yīng)變片被壓縮。應(yīng)變
片采用半導(dǎo)體材料制成,其阻值與長(zhǎng)度成正比。給上、下應(yīng)
變片提供相等且恒定不變的電流,上應(yīng)變片兩端電壓為U1,下應(yīng)變片兩端電壓為U2,傳感器把這兩個(gè)電壓的差值U(U=U1-U2)輸出,用來(lái)反映力F的大小。半導(dǎo)體應(yīng)變片的阻值會(huì)隨溫度發(fā)生變化,其變化情況如圖乙所示。為消除氣溫變化對(duì)測(cè)量精度的影響,需分別給上、下應(yīng)變片串聯(lián)一只合適的電阻,進(jìn)行溫度補(bǔ)償。串聯(lián)合適的電阻后,測(cè)量結(jié)果不再受溫度影響。(1)力F越大,彈簧鋼的彎曲程度越
(選填“大”或
“小”),傳感器輸出的電壓U越
(選填“大”或“小”);(2)外力為F1時(shí),上、下應(yīng)變片的電阻分別是R1、R2;外力為F2
時(shí),上、下應(yīng)變片的電阻分別是R1'、R2'。若F1
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