2024年初中物理講義專題練習(xí)9全冊(人教版)20.5 磁生電(考點解讀)(原卷版)_第1頁
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文檔簡介

\o"10.3物體的浮沉條件及應(yīng)用"20.5\o"20.5磁生電"磁生電(考點解讀)(原卷版)1、電磁感應(yīng)以及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件(1)電磁感應(yīng)現(xiàn)象:閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動時,會產(chǎn)生電流,這種電流叫感應(yīng)電流,這一現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象?!a(chǎn)生感應(yīng)電流的條件有三點:①閉合電路;②一部分導(dǎo)體;③切割磁感線運動。(2)歷史意義:英國科學(xué)家法拉第首先發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象,這一發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步揭示了電與磁之間的聯(lián)系,證明了磁可以生電。(3)實驗裝置圖:

(4)感應(yīng)電流方向的影響因素:磁場方向、導(dǎo)體運動方向。如圖,電流表指針偏轉(zhuǎn)方向不同顯示電流方向的不同。甲乙對比可以說明電流方向與磁場方向有關(guān);甲丙對比可以說明電流方向與運動方向有關(guān)。

(5)感應(yīng)電流大小的影響因素:磁場強弱、導(dǎo)體運動快慢、線圈匝數(shù)。

2、動圈式話筒的構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造如圖所示:

(2)工作原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象;(3)工作過程:對著話筒說話時,產(chǎn)生的聲音使膜片振動,與膜片相連的線圈也跟著一起振動,線圈在磁場中的這種運動,能產(chǎn)生隨著聲音的變化而變化的電流,經(jīng)放大后,通過揚聲器還原成聲音。(4)話筒把聲信號轉(zhuǎn)化為電信號,揚聲器把電信號轉(zhuǎn)化為聲信號;話筒中機械能轉(zhuǎn)化為電能,揚聲器中電能轉(zhuǎn)化為機械能;話筒是電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理,揚聲器是通電導(dǎo)體在磁場中受力原理;(5)發(fā)電機和動圈式話筒都是電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理;電動機和揚聲器都是通電導(dǎo)體在磁場中受力原理。3、發(fā)電機的構(gòu)造和原理(1)發(fā)電機的工作原理:電磁感應(yīng)現(xiàn)象;

(2)發(fā)電機的構(gòu)造:主要有線圈、磁極、銅環(huán)和電刷四個基本組成部分,概括地講是由轉(zhuǎn)子(轉(zhuǎn)動部分)和定子(固定部分)兩部分組成;

實際的大型發(fā)電機多采用線圈不動,磁極旋轉(zhuǎn)的方式來發(fā)電,叫旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機.有的發(fā)電機利用電磁鐵來代替永磁體;

(3)交流發(fā)電機工作過程:如圖所示,磁場方向水平向右,abcd是線圈,上面的銅環(huán)與b直接相連,下面的銅環(huán)與a直接相連;

線圈ab段向紙面里運動時產(chǎn)生電流方向向下,此時cd段向紙面外運動產(chǎn)生電流方向向上;當(dāng)線圈所在平面運動到與磁感線方向垂直時,由于線圈不切割磁感線,不產(chǎn)生電流;當(dāng)ab線向紙面外運動時產(chǎn)生向上的電流,此時cd段向紙面里運動產(chǎn)生向下的電流.所以流過電流表的電流方向是變化的,每當(dāng)線圈所在平面與磁感線垂直時電流表指到零。

(4)發(fā)電機與電動機相對比,電動機是因電而動,工作配置中要有電源,消耗電能獲得機械能;發(fā)電機則是因動而電,工作配置中沒有電源,發(fā)電機本身就是電源,消耗機械能獲得電能;

(5)無論是直流發(fā)電機還是交流發(fā)電機,線圈產(chǎn)生的都是交流電,交流發(fā)電機輸出的是交流電,直流發(fā)電機是在換向器的作用下輸出的是直流電。4、交流電(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小和方向在周期性地變化,這樣的電流叫做交變電流,簡稱交流(AC);

(2)在交變電流中,電流在每秒內(nèi)周期性變化的次數(shù)叫做頻率,單位是赫茲,簡稱赫,符號是Hz。(3)我國家庭電路的交流電電壓是220V,頻率是50Hz,周期是0.02s,每秒內(nèi)電流方向變化100次.注意:方向變化100次,周期性變化50次。5、探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗,用實驗方法研究產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件:(1)磁場不動;導(dǎo)體向上、向下運動;導(dǎo)體向左或向右運動。(2)導(dǎo)體不動,磁場動,會不會在電路中產(chǎn)生電流。如圖所示:

【考點1電磁感應(yīng)以及產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件】【典例1-1】(2023?杜爾伯特縣三模)如圖所示的四個裝置,下列表述正確的是()A.圖a可用來演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象 B.圖b可用來演示電動機原理 C.圖c是將機械能轉(zhuǎn)化為電能 D.圖d可用來演示電磁鐵磁性強弱與線圈匝數(shù)的關(guān)系【典例1-2】(2023?揭陽二模)如圖甲所示的司南,靜止時它的長柄(S極)指向地理的方,這是因為受到的作用。如圖乙所示裝置的閉合電路,當(dāng)將條形磁鐵向下運動時,電路中(選填“有”或“無”)感應(yīng)電流產(chǎn)生?!咀兪?-1】(2023?遵化市二模)輪滑鞋大都裝有閃光輪,就是在輪子內(nèi)部嵌入線圈和磁體,當(dāng)輪子轉(zhuǎn)動時內(nèi)部線圈車輪轉(zhuǎn)動,切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電流,把機械能轉(zhuǎn)化為電能,從而使二極管發(fā)光。下與其工作原理相同的是()A. B. C. D.【變式1-2】(2023?門頭溝區(qū)二模)關(guān)于電和磁,下列說法中正確的是()A.導(dǎo)體周圍存在磁場 B.磁感線是真實存在的 C.電動機能夠把電能轉(zhuǎn)化為機械能 D.只要導(dǎo)體在磁場中做切割磁感線運動,就會產(chǎn)生感應(yīng)電流【變式1-3】(2023?尉氏縣三模)世界上第一個發(fā)現(xiàn)電與磁之間聯(lián)系的物理學(xué)家是;科學(xué)家在電與磁的研究中,根據(jù)這一原理發(fā)明了電動機;根據(jù)電磁感應(yīng)現(xiàn)象發(fā)明了發(fā)電機,也制造出了(選填“揚聲器”或“動圈式話筒”)?!究键c2動圈式話筒的構(gòu)造和原理】【典例2-1】(2023?萊蕪區(qū)模擬)如圖是話筒的原理圖。在彈性膜片后面粘接金屬線圈,線圈處于永久磁體的磁場中,聲波使膜片振動,將聲信號變?yōu)殡娦盘?。選項中與其工作原理相同的是()A. B. C. D.【變式2-1】(2023?碑林區(qū)校級模擬)小華同學(xué)通過學(xué)習(xí)物理知識認(rèn)識到了很多用電器的物理原理,以下用電設(shè)備工作原理與其下方實驗所對應(yīng)原理不匹配的是()用電器電飯鍋電磁起重機電風(fēng)扇動圈式話筒實驗裝置ABCDA.A B.B C.C D.D【變式2-2】(2023?西城區(qū)二模)如圖所示是動圈式話筒構(gòu)造示意圖。當(dāng)你對著話筒說話時,聲音使膜片振動,與膜片相連的處在磁場中的線圈也跟著一起振動,線圈中產(chǎn)生大小和方向都變化的電流。下列四個實驗中,與動圈式話筒的工作原理相同的是()A. B. C. D.【考點3發(fā)電機的構(gòu)造和原理】【典例3-1】(2023?廬陽區(qū)校級三模)如圖是交流發(fā)電機的原理圖,此時線圈平面與磁感線垂直,則()A.線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置的瞬間,不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 B.交流發(fā)電機的基本原理是通電導(dǎo)體在磁場中受力的作用 C.交流發(fā)電機是將電能轉(zhuǎn)化成機械能的裝置 D.線圈勻速轉(zhuǎn)動時,線圈中產(chǎn)生的電流方向改變,但大小不變【典例3-2】(2023?大冶市模擬)根據(jù)我們所學(xué)的電與磁的知識,回答下列問題:(1)將某單向?qū)щ姷腖ED(導(dǎo)通狀態(tài)如圖1)接入圖2電路,線圈先后經(jīng)過甲、乙位置且LED發(fā)光,可判斷電源的左端為極(A.正;B.負(fù)),兩位置導(dǎo)線ab所受磁場力的方向(A.相同;B.相反)。(2)圖3中能體現(xiàn)發(fā)電機原理是圖(A.丙;B.丁),圖丁的ab棒最好選用(A.銅;B.鐵;C.鋁)材質(zhì)。【變式3-1】(2023?秦都區(qū)校級三模)小明以塑料為連接軸將自己家的兩個玩具電機的轉(zhuǎn)軸連接起來,如圖,開關(guān)S閉合后,燈泡發(fā)光,下列說法正確的是()A.甲相當(dāng)于發(fā)電機,乙相當(dāng)于電動機 B.燈泡發(fā)光是有電流通過連接軸 C.增加電池的節(jié)數(shù),小燈泡亮度不變 D.將電源正負(fù)極對調(diào),燈泡亮度發(fā)生改變【變式3-2】(2023?天山區(qū)校級模擬)無鏈條電動自行車因省力、靈活、安靜等優(yōu)點,成為城市中一種理想的交通工具。(1)車身是由航空鋁合金制造,由于航空鋁合金的小(選填“密度”或“體積”),使得整車質(zhì)量小,慣性,比較靈活:整車產(chǎn)生的最大噪聲小于30dB,這是從減弱噪聲。(2)此車可以通過騎行者踩腳踏板獲得能量,踩腳踏板獲得的能量存儲在自行車框架中的鋰電池內(nèi),這個過程相當(dāng)于(選填“發(fā)電機”或“電動機”)的工作原理。為保證電動車?yán)m(xù)航能力,該車采用了能量密度大的鋰電池,其能量密度達(dá)180W?h/kg,若鋰電池的質(zhì)量為2kg,電池充滿電時電能為J;若車行駛中受到的阻力均為50N,這些能量有80%轉(zhuǎn)化為動能,則車可以行駛m?!究键c4探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象的實驗】【典例4-1】(2022?大慶)某同學(xué)利用如圖所示的實驗裝置探究電磁感應(yīng)現(xiàn)象,實驗時開關(guān)S始終閉合且磁體保持靜止,下列探究過程及結(jié)論均合理的是()A.導(dǎo)線ab保持靜止,未觀察到靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明磁不能生電 B.導(dǎo)線ab上下運動,未觀察到靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明導(dǎo)體在磁場中運動不會產(chǎn)生感應(yīng)電流 C.導(dǎo)線ab分別向左、向右運動,觀察到靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)線運動方向有關(guān) D.磁體的S極在上時,使導(dǎo)線ab向左運動;N極在上時,使導(dǎo)線ab向右運動。觀察到兩次靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相同,說明感應(yīng)電流的方向與磁場方向無關(guān)【典例4-2】(2023?碑林區(qū)校級模擬)在“探究感應(yīng)電流產(chǎn)生的條件”實驗中:(1)實驗裝置如圖所示,AB棒的材料可能是(選填“塑料”、“鋁”或“陶瓷”)。(2)閉合開關(guān),讓導(dǎo)體AB在蹄形磁體中向右運動,電流表指針偏轉(zhuǎn)(選填“會”或“不會”),說明電路中有感應(yīng)電流產(chǎn)生。(3)保持AB棒運動方向不變,僅將磁體N、S極對調(diào),重復(fù)上述實驗,是為了探究感應(yīng)電流方向與的關(guān)系。在這個實驗中機械能轉(zhuǎn)化為了電能,但這些電能卻無法再自發(fā)地轉(zhuǎn)化為AB棒的機械能,這說明能量的轉(zhuǎn)化有性?!咀兪?-1】(2023?禪城區(qū)二模)(1)如圖甲所示,電能表的讀數(shù)是kW?h,如圖乙所示,冰墩墩的高度為cm。(2)如圖丙是探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”的裝置。實驗中通過觀察U形管中液面的變化來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,這種實驗研究的方法叫法。(3)圖丁是“探究什么情況下磁可以生電”的裝置。導(dǎo)體AB用棉線懸掛起來,AB棒材料應(yīng)選擇(選填“塑料”或“銅”)。閉合開關(guān)后,AB棒向(選填“左右”或“上下”)運動時,靈敏電流計的指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明電路中產(chǎn)生了感應(yīng)電流。為了得到更大的感應(yīng)電流,可以(填一個做法即可)?!咀兪?-2】(2023?石景山區(qū)二模)某同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置探究“閉合電路中的導(dǎo)體在磁場中做怎樣的運動會產(chǎn)生感應(yīng)電流”,圖中N、S是磁極,在兩極中間區(qū)域,前后相對位置放置一對“米”字鏤空塑料板,如圖乙所示,輔助導(dǎo)體在磁場中沿①②③三個方向做直線運動。用圖丙可以描述圖甲中的導(dǎo)體ab位置、運動軌跡和磁感線,其中虛線代表導(dǎo)體運動軌跡。實驗時開關(guān)S1始終閉合且磁體保持靜止。實驗結(jié)果如下表:磁場情況導(dǎo)體ab在磁場中的運動情況靈敏電流計偏轉(zhuǎn)情況N極在下靜止不偏轉(zhuǎn)N極在下沿①做豎直上、下運動不偏轉(zhuǎn)N極在下沿②做水平向左運動向左偏轉(zhuǎn)N極在下沿②做水平向右運動向右偏轉(zhuǎn)N極在上沿②做水平向左運動向右偏轉(zhuǎn)N極在上或在下③做傾斜方向運動均有偏轉(zhuǎn)?(1)根據(jù)以上信息,判斷下列說法正確的是。A.導(dǎo)體ab保持靜止,未觀察到靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明磁不能生電B.導(dǎo)體ab豎直上下運動,未觀察到靈敏電流計指針發(fā)生偏轉(zhuǎn),說明此時沒有產(chǎn)生感應(yīng)電流C.磁體的N極在下時,導(dǎo)體ab分別沿水平向左、水平向右運動,觀察到靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向不同,說明感應(yīng)電流的方向與導(dǎo)體運動方向有關(guān)D.磁體的N極在下時,使導(dǎo)體ab水平向右運動;N極在上時,使導(dǎo)體ab水平向左運動,觀察到兩次靈敏電流計指針偏轉(zhuǎn)方向相同,說明感應(yīng)電流方向與磁場方向無關(guān)(2)在以上實驗的基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析得出:“切割磁感線運動”時可以產(chǎn)生感應(yīng)電流,據(jù)此可以推理,圖中垂直于紙面放置的導(dǎo)體ab在以下幾種分布情況的磁場中沿虛線運動時,可以產(chǎn)生感應(yīng)電流的是:。(注意選填字母)?A.①②③B.②③C.②④D.①③④一、選擇題。1.(2023?本溪二模)如圖是一款能自動發(fā)電的健身車,蹬車時車輪帶動內(nèi)部的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動,就會產(chǎn)生感應(yīng)電流,為車上的蓄電池充電,蓄電池又可為健身車上的用電設(shè)備供電。關(guān)于該健身車,下列說法正確的是()A.健身車放在水平地面上時對地面的壓力約為2.5N B.健身車的高度約為12dm C.車輪轉(zhuǎn)動一段時間后,用手觸摸會感到溫?zé)?,其溫度約為100℃ D.健身車發(fā)電時的工作原理與揚聲器的工作原理相同2.(2023?秦淮區(qū)二模)下列關(guān)于電磁現(xiàn)象的說法,正確的是()A.圖甲:a為磁體s極 B.圖乙:P向右滑動能吸引更多鐵釘 C.圖丙:該裝置中導(dǎo)體AB豎直向上運動,電流表指針偏轉(zhuǎn) D.圖?。褐粚φ{(diào)電源正負(fù)極,線圈轉(zhuǎn)動方向就會發(fā)生改變3.(2023?柘城縣一模)如圖是正在工作的風(fēng)力發(fā)電機,下列能反映其工作原理的是()A. B. C. D.4.(2023?灌云縣校級一模)如圖所示的四個裝置,關(guān)于它們的說法正確的是()A.圖a可用來演示電流的磁效應(yīng) B.圖b可用來演示電磁感應(yīng)現(xiàn)象 C.圖c可用來演示磁場對電流的作用 D.圖d可用來演示電磁鐵的磁性強弱與電流大小的關(guān)系5.(2022?新?lián)釁^(qū)模擬)圖中是模仿中國科技館“電磁感應(yīng)擺”組裝的實驗裝置,甲、乙兩個線圈用導(dǎo)線連接起來,構(gòu)成閉合電路,分別放入磁場中,讓甲線圈在磁場中做切割磁感線運動,乙線圈就會隨之?dāng)[動。關(guān)于這個現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.甲線圈運動過程中,把電能轉(zhuǎn)化為機械能 B.乙線圈擺動過程中,把機械能轉(zhuǎn)化為電能 C.根據(jù)乙線圈擺動的原理可以制成電動機 D.只改變甲線圈切割磁感線的方向,乙線圈擺動方向不變6.(2023?新鄉(xiāng)三模)(多選)如圖所示,ab、cd兩銅棒分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中,兩銅棒通過導(dǎo)線連接構(gòu)成一個閉合回路,用手推動銅棒ab水平擺動時,銅棒cd也會隨之?dāng)[動。對于這個過程,下列說法正確的是()A.銅棒ab相當(dāng)于電源,銅棒cd相當(dāng)于用電器 B.豎直上下移動銅棒ab,銅棒cd也會隨之?dāng)[動 C.銅棒cd運動時是發(fā)電機的工作原理 D.僅調(diào)換右側(cè)蹄形磁鐵的上下磁極,銅棒cd擺動方向與原來相反7.(2023?濰坊模擬)(多選)如圖所示是小明設(shè)計的一個簡易電流表,圖中N、S為永磁體的兩個磁極,線圈和指針成一定的角度固定在一起,指針下端配有重球,a、b是簡易電流表的接線柱()A.簡易電流表能夠工作的主要原理是電磁感應(yīng) B.如圖所示,指針?biāo)傅奈恢脩?yīng)該是簡易電流表的0刻度線 C.如果b為正接線柱,正確使用電流表時指針會向左側(cè)偏轉(zhuǎn) D.通過線圈的電流不變,指針下端的重球質(zhì)量越大,指針偏轉(zhuǎn)角度越小二、填空題。8.(2023?海州區(qū)校級三模)如圖是一款能發(fā)電的魔方充電器,轉(zhuǎn)動魔方即可產(chǎn)生電能。產(chǎn)生的電能儲存于魔方內(nèi)并通過USB端口給移動設(shè)備充電。(1)此魔方根據(jù)的原理發(fā)電,這個過程能轉(zhuǎn)化為電能;(2)給移動設(shè)備充電時,魔方相當(dāng)于電路中的(選填“電源”或“用電器”)。9.(2023?單縣二模)(1)如圖甲,線圈上方有一鐵片,通電后,線圈A端是極,鐵片B端是極。(2)如圖乙,將C、D兩個微型電動機的轉(zhuǎn)軸對接并固定在一起,閉合開關(guān)后,兩電動機一起轉(zhuǎn)動,小燈泡(與C固定在一起)發(fā)光,能夠產(chǎn)生感應(yīng)電流的是(選填“C”或“D”)電機,另一個電機為它提供機械能。?10.(2023?從化區(qū)二模)某個LED發(fā)光的顏色與通過其電流方向的關(guān)系如圖1所示。(1)如圖2是實驗室用的手搖發(fā)電機簡易圖,閉合開關(guān)后,甲圖線圈順時針轉(zhuǎn)動,LED發(fā)光;乙圖線圈順時針轉(zhuǎn)動,LED發(fā)(選填“紅”或“黃”)光。(2)如圖3所示,圖中的a表示垂直于紙面的一根導(dǎo)線,它是閉合回路的一部分。如果它在四個磁場中水平運動時,圖4中哪種情況不會產(chǎn)生感應(yīng)電流?(填寫序號)。11.(2023?長春一模)在碼頭附近的海面上,放置一些藍(lán)色鐵板,就可以源源不斷獲取電力。如圖所示,裝置中有液壓馬達(dá)、蓄電池和發(fā)電機,發(fā)電機是根據(jù)原理制成的;藍(lán)色鐵板依據(jù)海洋的潮起潮落,把海水中的能轉(zhuǎn)化為能。12.(2023?宜興市模擬)為了探究導(dǎo)體在磁場中怎樣運動,才能在電路中產(chǎn)生電流,采用了圖中所示的實驗裝置:(1)斷開開關(guān),讓導(dǎo)體ab在蹄形磁體中左右運動,電流計指針(會/不會,下同)偏轉(zhuǎn);閉合開關(guān),讓導(dǎo)體在蹄形磁場中豎直上下運動,電流計指針偏轉(zhuǎn)。(2)閉合開關(guān),將導(dǎo)體ab向左運動,發(fā)現(xiàn)電流計指針向左偏轉(zhuǎn),如果將導(dǎo)體ab向右運動,則電流計指針向(左/右,下同)偏轉(zhuǎn),如果將此磁體磁極上下對調(diào),將導(dǎo)體ab向左運動,則電流計指針向偏轉(zhuǎn)。13.(2022秋?瀘縣校級月考)對人體來說,安全電壓一般不高于V;我國家庭使用的交流電頻率為Hz,周期s,交流電的方向每周期改變2次,則10min電流方向改變次。14.(2022?姜堰區(qū)校級模擬)科技活動中,小明所在的科技小組展示了一個“隔板推物”的節(jié)目,其原理如圖所示.甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中,兩線圈通過導(dǎo)線連接構(gòu)成一個閉合回路.用手推動左側(cè)甲線圈擺動時,右側(cè)乙線圈會隨之?dāng)[動.其中隔板左側(cè)裝置應(yīng)用的原理是,隔板右側(cè)裝置產(chǎn)生的現(xiàn)象與工作原理類似,把能主要轉(zhuǎn)化為能。三、實驗探究題。15.(2023?越秀區(qū)校級二模)如圖所示,小彤同學(xué)利用兩塊磁鐵、一個線圈等材料制作了一臺小型發(fā)電機,并用一個LED燈和開關(guān)(發(fā)光二極管)連接了圖中電路。(1)二極管具有單向?qū)щ娦?,?dāng)以一定的速度連續(xù)轉(zhuǎn)動線圈,當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動到如圖所示位置時,LED恰好發(fā)光,則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖b位置時,LED發(fā)光(選填“能”或“不能”);(2)閉合電路中的感應(yīng)電流與磁場方向、導(dǎo)線運動方向有關(guān)。在實驗圖C中,發(fā)光的是LED(選填“甲”或“乙”);線圈持續(xù)轉(zhuǎn)動時,LED燈甲和乙(選填“同時發(fā)光”或“交替發(fā)光”)。四、

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