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文檔簡介
第1頁(共1頁)2025年高考物理復習之小題狂練600題(實驗題):導體電阻率的測量(10題)一.實驗題(共10小題)1.(2024?成都三模)某學習小組欲測量由某種新材料制成的電熱絲的電阻率ρ。(1)用毫米刻度尺測出電熱絲的長度為L=50.00cm。(2)用螺旋測微器測量電熱絲不同位置的直徑,某次測量的示數如圖(a)所示,該讀數為d=mm。多次測量后,得到直徑的平均值恰好與d相等。(3)用多用電表粗略測量電熱絲的電阻Rx約為50Ω。(4)為精確測量該電熱絲的電阻Rx,設計了如圖(b)所示的實驗電路圖?,F有實驗器材:電池組E,電動勢為15V,內阻忽略不計;電壓表V(量程為3V,內阻為RV=3kΩ);電流表A(量程為0.3A,內阻比較?。欢ㄖ惦娮鑂0(阻值可選用6kΩ和9kΩ);滑動變阻器R,最大阻值為10Ω;開關、導線若干。①要求電熱絲兩端的電壓可在0~12V的范圍內連續(xù)可調,應選用阻值為(填“6kΩ”或“9kΩ”)的定值電阻R0;②閉合開關S前,滑動變阻器R的滑片應置于(填“a”或“b”)端;③閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器R,使電壓表V和電流表A的示數盡量大些,讀出此時電壓表V和電流表A的示數分別為U、I,則該電熱絲電阻的表達式為Rx=(用U、I、R0、RV表示,不得直接用數值表示);④多次測量得到電熱絲的電阻Rx的平均值為50Ω。(5)由以上數據可估算出該電熱絲的電阻率ρ約為(填標號)。A.4×10﹣3Ω?mB.4×10﹣5Ω?mC.4×10﹣7Ω?mD.4×10﹣9Ω?m2.(2024?貴州模擬)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,某實驗小組的同學利用圖1所示電路來測量金屬絲的電阻。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,某次測量如圖2所示,其讀數為mm;(2)按電路圖連接好實物后,閉合開關S前滑動變阻器的滑片應滑至(選填“左端”或“右端”);(3)用刻度尺測得金屬絲接入電路的長度為l,螺旋測微器測得金屬絲的直徑為D,電壓表讀數為U,電流表讀數為I,則該金屬絲的電阻率ρ=(用本題所給物理量的字母表示)。3.(2024?浙江模擬)某同學為研究某種金屬導線的電阻率,用圖甲電路進行實驗,金屬導線的長度可以通過導線上的滑動頭調節(jié),滑動頭有一定的電阻,但阻值未知。(1)請以筆代線,將未連接的導線在圖乙中補齊。(2)實驗室準備了R1(5Ω、3A)和R2(50Ω、1.5A)兩種滑動變阻器,用R1、R2分別實驗,以電壓表的讀數U為縱軸,以xL為橫軸(x為圖甲中AP長度,L為AB長度),得到U-xL圖像如圖丙,其中選用R1時對應的圖線應為(選填“(3)在用螺旋測微器測量金屬導線的直徑如圖丁所示,則該導線的直徑為mm;(4)在多次調節(jié)滑動頭改變金屬導線的長度l,并測量出不同長度時的電阻值Rx,作Rx﹣l圖(圖戊),根據圖像可求出該金屬導線的電阻率為Ω?m(計算結果保留兩位有效數字)。4.(2024?江寧區(qū)校級模擬)某小組測量不知名材質帶缺口金屬環(huán)(如圖甲)的電阻率,應用了學生電源E、定值電阻R0、電壓表V1和V2、電阻箱R等器材,操作步驟如下:(1)用軟尺測量金屬環(huán)的長度L,用游標卡尺在不同部位測量金屬環(huán)橫截面的直徑D,測量時金屬環(huán)應卡在乙圖游標卡尺的部位(選填“A”、“B”或“C”),讀數如圖丙所示,示數為cm;(2)按圖丁連接電路,a、b間器件表示金屬環(huán),閉合開關,調節(jié)電阻箱,記錄兩塊電壓表和電阻箱的讀數,繪制出戊圖,可計算出金屬環(huán)的阻值R′=Ω,用L、D、R′表示出該金屬環(huán)的電阻率ρ=;(3)由戊圖計算出的阻值R′真實值(選填“大于”、“小于”或“等于”)。5.(2024?鼓樓區(qū)校級二模)某興趣小組探究PT100型鉑電阻阻值Rt隨溫度t變化的關系。主要器材有:電源(電動勢E=3V、內阻不計)、電壓表(量程3V、內阻RV約3kΩ)、毫安表(量程30mA、內阻RA約50Ω)、滑動變阻器、加熱器、測溫儀。采用伏安法測得不同溫度下鉑電阻的電壓與電流,計算出不同溫度下鉑電阻的阻值,如下表。t/℃0102030405060708090100Rt/Ω100.0103.4107.9111.4115.6119.6122.8127.5130.8134.1138.5(1)為減少實驗誤差,測量電路中毫安表應采用。(選填“內接”或“外接”);(2)根據表中實驗數據作出Rt﹣t的關系圖像如圖(a)所示,由圖像可得Rt與t的關系式為Rt=(Ω);(3)由于毫安表內阻未知,興趣小組利用上述器材設計如圖(b)電路并進行實驗,測量不同溫度下的電流,作出1I-t圖像如圖(c)所示,可得該毫安表內阻RA=Ω(保留三位有效數字)。若考慮電源內阻,則該毫安表內阻的測量值6.(2024?青羊區(qū)校級模擬)某實驗小組要測量一段金屬絲的電阻率。(1)某同學先用多用電表的歐姆擋粗測金屬絲電阻,把選擇開關調到“×1”擋,測量時多用電表的示數如圖甲所示,則該元件電阻為R=(A.11Ω,B.110Ω);再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,其示數如圖乙所示,則d=mm;(2)為了精確測量金屬絲電阻,小組成員甲同學根據實驗室提供器材:滑動變阻器(阻值為0~15Ω)、電流表(阻值約為10Ω)、電壓表(阻值約為3kΩ),要求從零開始測量數據,請選擇正確的電路圖;(3)正確連接好第(2)問中的電路,某次實驗時,電壓表的示數為U,電流表的示數為I,測得金屬絲的長為L,則金屬絲電阻率ρ=;(用題中的符號U、I、L、d、π表示)(4)小組成員乙同學設計了如圖丙所示電路測量該金屬絲電阻率,穩(wěn)壓源的輸出電壓恒為U0,定值電阻的阻值為R,根據多次實驗測出的aP長度x和對應的電壓表的示數U作出的U﹣x圖線,圖線的斜率為k,則金屬絲的電阻率ρ=。(用題中的符號k、R、d、U0、L表示)7.(2024?河南三模)電導是描述導體導電性能的物理量,電導數值上等于電阻的倒數,符號是G,單位是西門子(S)。為得到某段金屬絲的電導G與哪些因素有關,在控制實驗室溫度不變的條件下,某組同學進行了實驗。(1)實驗器材有電源(電動勢約為1.5V,內阻不可忽略)、滑動變阻器、完全相同的電流表A1和A2(量程0~0.6A,內阻RA=1.0Ω)、電阻箱R(最大阻值999.9Ω)、定值電阻R0(可供選擇的阻值有1Ω和100Ω兩種)。按照如圖方式連接好電路。閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器至合適阻值,調節(jié)電阻箱阻值,讀出電流表A1、A2示數,分別記為I1、I2,記錄此時電阻箱的阻值R;為了較好地完成該實驗,應選阻值為Ω的定值電阻R0;金屬的電導表達式G=(用R0、R、RA、I1、I2表示);(2)更換同種材料,不同規(guī)格的金屬絲,分別測量電導,將實驗數據匯總如下:導線直徑d(mm)123222導線長度l(cm)500500500400250100電導G(S)0.251.002.251.252.005.00根據表中數據可得,電導G與成正比,與成反比(均用表格中的物理量符號表示);(3)為了測量不同金屬的導電性能,該組同學更換適當測量電路,對直徑分別為1mm、長度為100cm的不同金屬導線進行了進一步測量,測量不同金屬絲電壓U和電流I數據匯總如下:金屬銅鋁鐵鎢導線兩端電壓U(V)1.07×10﹣33.33×10﹣30.0170.015流過導線電流I(A)0.050.10.150.2根據表中數據可得,該段鋁線電導G=S(保留2位有效數字),四種金屬中,金屬的導電性能最差。8.(2024?南關區(qū)校級模擬)某實驗小組要測量一段金屬絲的電阻率。(1)某同學先用多用電表的歐姆擋粗測金屬絲電阻,把選擇開關調到“×1”擋,應先,再進行測量;再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,其示數如圖乙所示,則直徑d=mm;(2)為了精確測量金屬絲電阻,小組成員甲同學根據實驗室提供器材:滑動變阻器(阻值為0~15Ω)、電流表(阻值約為10Ω)、電壓表(阻值約為3kΩ)、要求盡可能多測量幾組數據,請補充完整圖丙的電路連線。(3)小組成員乙同學設計了如圖丁所示電路測量該金屬絲電阻率,穩(wěn)壓源的輸出電壓恒為U0定值電阻的阻值為R,金屬絲ab兩端長為L。根據多次實驗測出的aP長度x和對應的電壓表的示數U作出的U﹣x圖線,圖線的斜率為k,則金屬絲的電阻率ρ=。(用題中的符號k、R、d、U0、L表示)9.(2024?道里區(qū)校級模擬)土壤電阻率是表征土壤電導性能的重要指標,被廣泛應用于雷電風險評估、研究土壤的腐蝕性等方面。哈三中某同學在測量土壤樣品的電阻率時,設計如圖所示的電路。圖中圓柱形玻璃管兩端有導電活塞(活塞電阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移動。實驗器材有電源(電動勢為E,內阻為r),電壓表V1、V2(均可視為理想電表),定值電阻R1(阻值為6.00kΩ),定值電阻R2(阻值為3.00kΩ),電阻箱R(最大阻值9999Ω),單刀雙擲開關S,導線若干,游標卡尺,刻度尺。實驗步驟如下:①用游標卡尺測量玻璃管的內徑d=50.00mm;②向玻璃管內填滿土壤,并測量土壤長度L;③把S撥到1位置,記錄電壓表V1示數U1;④把S撥到2位置,調整電阻箱阻值,使電壓表V2示數與電壓表V1示數相同,記錄電阻箱的阻值R;⑤改變玻璃管內土壤長度,重復步驟③、④,記錄每次土壤長度L和電阻箱阻值R;⑥斷開S,整理好器材。(1)步驟③中通過土壤的電流為(用U1、R1表示)。(2)步驟④中的V2示數為(用E、R2、R、r表示),玻璃管內土壤的電阻Rx=(用R1、R2、R、r表示)。(3)若忽略電源內阻,利用記錄的多組土壤長度L和電阻R的數據,繪制如圖乙所示的R-1L關系圖像。土壤的電阻率為Ω?m10.(2024?長安區(qū)校級模擬)如圖甲所示,長度為L的圓柱形金屬棒固定在絕緣支架上,將多用電表的選擇開關旋至歐姆擋的“×10”處,歐姆調零后,粗測金屬棒的電阻,指針所指的位置如圖乙所示;用螺旋測微器測量其橫截面的直徑d如圖丙所示;為了精確的測量金屬棒的電阻(用R2表示)與電阻率,實驗小組設計了如圖丁所示的電路圖,然后連接實物圖,閉合開關,移動滑動變阻器R1的滑片,使其位于不同的位置,同時調節(jié)電阻箱R,在始終保持電流表的示數I1不變的條件下,記錄多組電流表的示數I2和相應的電阻箱的讀數R,根據這些數據,描點繪制出的R-1-I(1)乙圖所測的電阻的阻值為Ω,丙圖的讀數為d=mm。(2)寫出戊圖的函數關系式(用I1、I2、R、R2來表示)。(3)由戊圖所給的已知條件可得金屬棒的電阻R2=(用b來表示)。金屬棒的電阻率為ρ=(用b、L、d來表示)。
2025年高考物理復習之小題狂練600題(實驗題):導體電阻率的測量(10題)參考答案與試題解析一.實驗題(共10小題)1.(2024?成都三模)某學習小組欲測量由某種新材料制成的電熱絲的電阻率ρ。(1)用毫米刻度尺測出電熱絲的長度為L=50.00cm。(2)用螺旋測微器測量電熱絲不同位置的直徑,某次測量的示數如圖(a)所示,該讀數為d=0.680mm。多次測量后,得到直徑的平均值恰好與d相等。(3)用多用電表粗略測量電熱絲的電阻Rx約為50Ω。(4)為精確測量該電熱絲的電阻Rx,設計了如圖(b)所示的實驗電路圖?,F有實驗器材:電池組E,電動勢為15V,內阻忽略不計;電壓表V(量程為3V,內阻為RV=3kΩ);電流表A(量程為0.3A,內阻比較?。欢ㄖ惦娮鑂0(阻值可選用6kΩ和9kΩ);滑動變阻器R,最大阻值為10Ω;開關、導線若干。①要求電熱絲兩端的電壓可在0~12V的范圍內連續(xù)可調,應選用阻值為9kΩ(填“6kΩ”或“9kΩ”)的定值電阻R0;②閉合開關S前,滑動變阻器R的滑片應置于a(填“a”或“b”)端;③閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器R,使電壓表V和電流表A的示數盡量大些,讀出此時電壓表V和電流表A的示數分別為U、I,則該電熱絲電阻的表達式為Rx=U(RV+R0)IRV-U(用④多次測量得到電熱絲的電阻Rx的平均值為50Ω。(5)由以上數據可估算出該電熱絲的電阻率ρ約為B(填標號)。A.4×10﹣3Ω?mB.4×10﹣5Ω?mC.4×10﹣7Ω?mD.4×10﹣9Ω?m【考點】導體電阻率的測量;螺旋測微器的使用與讀數.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;基本實驗儀器;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(2)0.680;(4)①9kΩ;②a;③U(RV+R【分析】(2)螺旋測微器的精確度為0.01mm,測量值=固定刻度對應示數(mm)+可動刻度上對齊格數(估讀一位)×精確度;(4)①將小量程電壓表改裝成大量程電壓表,需要串聯(lián)電阻;根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系求串聯(lián)電阻;②為了保證電路安全,閉合開關S前,滑動變阻器R的滑片應置于分壓電壓為零的那一端;③根據歐姆定律,結合并聯(lián)電路的特點求解作答;④根據電阻定律求電阻率?!窘獯稹拷猓海?)螺旋測微器的精確度為0.01mm,電熱絲直徑d=0.5mm+18.0×0.01mm=0.680mm;(4)①將小量程電壓表改裝成大量程電壓表,需要串聯(lián)電阻;根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U代入數據解得R0=9kΩ②滑動變阻器采用分壓式接法,為了保證電路安全,閉合開關S前,滑動變阻器R的滑片應置于a端;③根據歐姆定律結合并聯(lián)電路的特點,通過待測電阻的電流I待測電阻兩端的電壓為U根據歐姆定律,待測電阻R代入數據,化簡得R④根據電阻定律R變形得ρ=綜上分析,故ACD錯誤,B正確。故選:B。故答案為:(2)0.680;(4)①9kΩ;②a;③U(RV+R【點評】要掌握螺旋測微器的讀數方法;明確電學實驗中,當要求電流從零調時,滑動變阻器應用分壓式接法;2.(2024?貴州模擬)在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,某實驗小組的同學利用圖1所示電路來測量金屬絲的電阻。(1)用螺旋測微器測量金屬絲的直徑,某次測量如圖2所示,其讀數為2.100mm;(2)按電路圖連接好實物后,閉合開關S前滑動變阻器的滑片應滑至左端(選填“左端”或“右端”);(3)用刻度尺測得金屬絲接入電路的長度為l,螺旋測微器測得金屬絲的直徑為D,電壓表讀數為U,電流表讀數為I,則該金屬絲的電阻率ρ=πD2【考點】導體電阻率的測量;螺旋測微器的使用與讀數.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;基本實驗儀器;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)2.100;(2)左端;(3)πD【分析】(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm,根據螺旋測微器的讀數規(guī)則讀數;(2)從保護電路的角度分析閉合開關前滑動變阻器滑動片的位置;(3)根據歐姆定律和電阻定律求解電阻率。【解答】解:(1)螺旋測微器的精確度為0.01mm,讀數為D=2mm+10.0×0.01mm=2.100mm(2)為保護用電器,閉合開關S前滑動變阻器的滑片應滑至左端;(3)根據歐姆定律,金屬絲的電阻為R=由電阻定律可得R=ρ聯(lián)立以上兩得電阻率ρ=π故答案為:(1)2.100;(2)左端;(3)πD【點評】本題主要考查了“測定金屬絲的電阻率”的實驗,要掌握螺旋測微器的讀數和歐姆定律、電阻定律。3.(2024?浙江模擬)某同學為研究某種金屬導線的電阻率,用圖甲電路進行實驗,金屬導線的長度可以通過導線上的滑動頭調節(jié),滑動頭有一定的電阻,但阻值未知。(1)請以筆代線,將未連接的導線在圖乙中補齊。(2)實驗室準備了R1(5Ω、3A)和R2(50Ω、1.5A)兩種滑動變阻器,用R1、R2分別實驗,以電壓表的讀數U為縱軸,以xL為橫軸(x為圖甲中AP長度,L為AB長度),得到U-xL圖像如圖丙,其中選用R1時對應的圖線應為m(選填“(3)在用螺旋測微器測量金屬導線的直徑如圖丁所示,則該導線的直徑為1.007mm;(4)在多次調節(jié)滑動頭改變金屬導線的長度l,并測量出不同長度時的電阻值Rx,作Rx﹣l圖(圖戊),根據圖像可求出該金屬導線的電阻率為6.1×10﹣6Ω?m(計算結果保留兩位有效數字)?!究键c】導體電阻率的測量.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)如圖(2)m;(3)1.007(1.006﹣1.009都對);(4)6.1×10﹣6(5.9×10﹣6﹣6.4×10﹣6都對)?!痉治觥浚?)從電源的正極出發(fā),依據電路圖甲,依次連接;(2)根據串聯(lián)電路的分壓原理,公式變形,然后分析;(3)螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數,在讀可動刻度讀數時需估讀;(4)利用電阻定律結合測得的電阻阻值,聯(lián)立即可求出該金屬導體的電阻率?!窘獯稹拷猓海?)根據電路圖連接實物圖,如圖(2)若電源為理想電源,由于滑動變阻器R1電阻較小,則移動滑動變阻器,RAP并聯(lián)支路電壓變化較小,則根據串聯(lián)分壓原理可知U化簡可得U=E則U-xL圖像的斜率近似為定值,故選用R1時對應的圖線應為(3)螺旋測微器的分度值為0.01mm,則該導線的直徑為d=1mm+0.7×0.01mm=1.007mm(4)根據電阻定律R=由圖可知k=代入數據解得,該金屬導線的電阻率為ρ=6.1×10﹣6Ω?m故答案為:(1)如圖(2)m;(3)1.007(1.006﹣1.009都對);(4)6.1×10﹣6(5.9×10﹣6﹣6.4×10﹣6都對)?!军c評】本實驗考查測量金屬電阻率實驗,還考查了螺旋測微器的讀數;螺旋測微器固定刻度與可動刻度示數之和是螺旋測微器的示數,螺旋測微器需要估讀。4.(2024?江寧區(qū)校級模擬)某小組測量不知名材質帶缺口金屬環(huán)(如圖甲)的電阻率,應用了學生電源E、定值電阻R0、電壓表V1和V2、電阻箱R等器材,操作步驟如下:(1)用軟尺測量金屬環(huán)的長度L,用游標卡尺在不同部位測量金屬環(huán)橫截面的直徑D,測量時金屬環(huán)應卡在乙圖游標卡尺的C部位(選填“A”、“B”或“C”),讀數如圖丙所示,示數為0.48cm;(2)按圖丁連接電路,a、b間器件表示金屬環(huán),閉合開關,調節(jié)電阻箱,記錄兩塊電壓表和電阻箱的讀數,繪制出戊圖,可計算出金屬環(huán)的阻值R′=2.6Ω,用L、D、R′表示出該金屬環(huán)的電阻率ρ=R'πD2(3)由戊圖計算出的阻值R′等于真實值(選填“大于”、“小于”或“等于”)?!究键c】導體電阻率的測量;游標卡尺的使用與讀數.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)C;0.48;(2)2.6;R'πD24L【分析】(1)用游標卡尺測量金屬環(huán)橫截面的直徑,根據游標卡尺的正確操作分析作答;10分度游標卡尺的精確度為0.1mm,測量值=主尺上對應示數(mm)+游標上對齊格數(不估讀)×精確度;(2)根據歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求解U2根據電阻定律求解電阻率;(3)根據上述(2)求解U2【解答】解:(1)測量金屬環(huán)橫截面的直徑要使用游標卡尺的外側測量爪C部分;10分度游標卡尺的精確度為0.1mm,截面的直徑D=4mm+8×0.1mm=4.8mm=0.48cm;(2)根據歐姆定律和串聯(lián)電路的特點U化簡得UU2U1結合函數斜率的含義,待測電阻R′=k=2.6Ω;根據電阻定律R電阻率ρ=(3)根據上述(2)求解U2U1-1R函數的過程可知,等式真實反映了通過電阻R和故答案為:(1)C;0.48;(2)2.6;R'πD24L【點評】本題主要考查了螺旋測微器的使用和讀數,考查了金屬圓環(huán)電阻和電阻率的測量,要明確實驗的原理,掌握串聯(lián)電路的特點、歐姆定律和電阻定律,能正確進行實驗誤差分析。5.(2024?鼓樓區(qū)校級二模)某興趣小組探究PT100型鉑電阻阻值Rt隨溫度t變化的關系。主要器材有:電源(電動勢E=3V、內阻不計)、電壓表(量程3V、內阻RV約3kΩ)、毫安表(量程30mA、內阻RA約50Ω)、滑動變阻器、加熱器、測溫儀。采用伏安法測得不同溫度下鉑電阻的電壓與電流,計算出不同溫度下鉑電阻的阻值,如下表。t/℃0102030405060708090100Rt/Ω100.0103.4107.9111.4115.6119.6122.8127.5130.8134.1138.5(1)為減少實驗誤差,測量電路中毫安表應采用外接。(選填“內接”或“外接”);(2)根據表中實驗數據作出Rt﹣t的關系圖像如圖(a)所示,由圖像可得Rt與t的關系式為Rt=100+0.38t(Ω);(3)由于毫安表內阻未知,興趣小組利用上述器材設計如圖(b)電路并進行實驗,測量不同溫度下的電流,作出1I-t圖像如圖(c)所示,可得該毫安表內阻RA=47.6Ω(保留三位有效數字)。若考慮電源內阻,則該毫安表內阻的測量值【考點】導體電阻率的測量.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)外接;(2)100+0.38t;(3)47.6;大于?!痉治觥浚?)根據誤差計算選擇連接方式;(2)根據圖像計算斜率,再寫表達式;(3)根據閉合電路歐姆定律結合圖像計算判斷。【解答】解:(1)鉑電阻的阻值大約為110Ω,則有Rt鉑電阻屬于小電阻因此用外接法。(2)根據圖像可知圖像的縱軸截距為Rt0=100.0Ω斜率k=138.0-100.0可得Rt=100Ω+0.38t(3)根據閉合電路歐姆定律E=I(Rt+RA)得1I設圖像縱軸截距為b,則100Ω+RRA=Eb﹣100Ω=3×49.2Ω﹣100.0Ω=47.6Ω如果電源有內阻,RA測=RA+r,該毫安表阻值的測量值大于真實值。故答案為:(1)外接;(2)100+0.38t;(3)47.6;大于?!军c評】本題關鍵掌握內接法和外接法的選擇方法,利用圖像處理問題。6.(2024?青羊區(qū)校級模擬)某實驗小組要測量一段金屬絲的電阻率。(1)某同學先用多用電表的歐姆擋粗測金屬絲電阻,把選擇開關調到“×1”擋,測量時多用電表的示數如圖甲所示,則該元件電阻為R=A(A.11Ω,B.110Ω);再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,其示數如圖乙所示,則d=0.900mm;(2)為了精確測量金屬絲電阻,小組成員甲同學根據實驗室提供器材:滑動變阻器(阻值為0~15Ω)、電流表(阻值約為10Ω)、電壓表(阻值約為3kΩ),要求從零開始測量數據,請選擇正確的電路圖D;(3)正確連接好第(2)問中的電路,某次實驗時,電壓表的示數為U,電流表的示數為I,測得金屬絲的長為L,則金屬絲電阻率ρ=πUd24IL;(用題中的符號U、I、L、d(4)小組成員乙同學設計了如圖丙所示電路測量該金屬絲電阻率,穩(wěn)壓源的輸出電壓恒為U0,定值電阻的阻值為R,根據多次實驗測出的aP長度x和對應的電壓表的示數U作出的U﹣x圖線,圖線的斜率為k,則金屬絲的電阻率ρ=kπd2R4(U0-kL)。(用題中的符號k、R、【考點】導體電阻率的測量;練習使用多用電表(實驗);螺旋測微器的使用與讀數.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)A;0.900;(2)D;(3)πUd24IL;(4【分析】(1)根據歐姆表的讀數規(guī)則讀數;螺旋測微器的精確度為0.01mm,根據螺旋測微器的讀數規(guī)則讀數;(2)實驗要求電壓從零開始測量,因此滑動變阻器采用分壓式接法;根據待測電阻、電流表內阻和電壓表內阻的比值關系確定電流表的內外接法,然后完成電路圖的連接;(3)根據歐姆定律和電阻定律求解電阻率;(4)根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關結合電阻定律求解U﹣x函數,然后根據斜率含義求電阻率。【解答】解:(1)歐姆表測電阻,使用“×1”擋,待測電阻R=11×1Ω=11Ω,故A正確,B錯誤。故選:A。螺旋測微器的精確度為0.01mm,金屬絲直徑d=0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm;(2)實驗要求電壓從零開始測量,因此滑動變阻器采用分壓式接法;由于Rx綜上分析,故ABC錯誤,D正確。故選:D。(3)根據歐姆定律,待測電阻R=根據電阻定律R=ρ代入數據解得ρ=(4)滑動變阻器的總電阻R與電壓表并聯(lián)部分的電阻R根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U代入數據化簡得U=結合U﹣x函數圖像斜率的含義,圖像斜率k=解得電阻率ρ=kπ故答案為:(1)A;0.900;(2)D;(3)πUd24IL;(4【點評】本題主要考查了歐姆表、螺旋測微器的讀數規(guī)則;考查了電阻率的測定,關鍵是要明確實驗原理、掌握歐姆定律和電阻定律。7.(2024?河南三模)電導是描述導體導電性能的物理量,電導數值上等于電阻的倒數,符號是G,單位是西門子(S)。為得到某段金屬絲的電導G與哪些因素有關,在控制實驗室溫度不變的條件下,某組同學進行了實驗。(1)實驗器材有電源(電動勢約為1.5V,內阻不可忽略)、滑動變阻器、完全相同的電流表A1和A2(量程0~0.6A,內阻RA=1.0Ω)、電阻箱R(最大阻值999.9Ω)、定值電阻R0(可供選擇的阻值有1Ω和100Ω兩種)。按照如圖方式連接好電路。閉合開關S,調節(jié)滑動變阻器至合適阻值,調節(jié)電阻箱阻值,讀出電流表A1、A2示數,分別記為I1、I2,記錄此時電阻箱的阻值R;為了較好地完成該實驗,應選阻值為1Ω的定值電阻R0;金屬的電導表達式G=I1I2(RA+R)-I1(RA+R0)(2)更換同種材料,不同規(guī)格的金屬絲,分別測量電導,將實驗數據匯總如下:導線直徑d(mm)123222導線長度l(cm)500500500400250100電導G(S)0.251.002.251.252.005.00根據表中數據可得,電導G與d2成正比,與l成反比(均用表格中的物理量符號表示);(3)為了測量不同金屬的導電性能,該組同學更換適當測量電路,對直徑分別為1mm、長度為100cm的不同金屬導線進行了進一步測量,測量不同金屬絲電壓U和電流I數據匯總如下:金屬銅鋁鐵鎢導線兩端電壓U(V)1.07×10﹣33.33×10﹣30.0170.015流過導線電流I(A)0.050.10.150.2根據表中數據可得,該段鋁線電導G=30S(保留2位有效數字),四種金屬中,金屬鐵的導電性能最差。【考點】導體電阻率的測量.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)1;I1I2(RA+R)-I1(RA【分析】(1)根據實驗原理和實驗裝置進行分析;根據并聯(lián)電路兩端電壓相等列式求解;(2)根據表中數據進行分析;(3)根據電導G與電壓U、電流I的關系進行分析;電阻越大,導電性越差,由此進行分析?!窘獯稹拷猓海?)金屬絲所在支路中,當電流表滿偏時回路電阻接近R=為保證實驗的準確性,應選阻值為1Ω的定值電阻R0。并聯(lián)電路兩端電壓相等,則有I2(R+RA)=I1(Rx+R0+RA)則待測電阻阻值為R解得G=(2)由表中實驗數據可知,當導線長度相同,材料的電導與導線直徑的平方d2成正比,當導線的直徑相同,材料的電導與導線的長度l成反比。(3)電導G與電壓U、電流I的關系式為G=代入數據可得鋁的電導G≈30S由表中實驗數據可知,由R=銅的電阻R鋁的電阻R鐵的電阻R鎢的電阻R可以求出鐵的電阻最大,鐵的導電性能最差。故答案為:(1)1;I1I2(RA+R)-I1(RA【點評】本題主要考查金屬絲的電導G與哪些因素有關的實驗,屬于新定義題目,考查了考生知識的遷移能力。8.(2024?南關區(qū)校級模擬)某實驗小組要測量一段金屬絲的電阻率。(1)某同學先用多用電表的歐姆擋粗測金屬絲電阻,把選擇開關調到“×1”擋,應先進行歐姆調零,再進行測量;再用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,其示數如圖乙所示,則直徑d=0.900mm;(2)為了精確測量金屬絲電阻,小組成員甲同學根據實驗室提供器材:滑動變阻器(阻值為0~15Ω)、電流表(阻值約為10Ω)、電壓表(阻值約為3kΩ)、要求盡可能多測量幾組數據,請補充完整圖丙的電路連線。(3)小組成員乙同學設計了如圖丁所示電路測量該金屬絲電阻率,穩(wěn)壓源的輸出電壓恒為U0定值電阻的阻值為R,金屬絲ab兩端長為L。根據多次實驗測出的aP長度x和對應的電壓表的示數U作出的U﹣x圖線,圖線的斜率為k,則金屬絲的電阻率ρ=kRπd24(U0-kL)。(用題中的符號k、R、d【考點】導體電阻率的測量;螺旋測微器的使用與讀數.【專題】定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)進行歐姆調零,0.900;(2)(3)kRπd【分析】(1)根據歐姆擋換擋要求和螺旋測微器讀數規(guī)則完成讀數;(2)根據題目要求分析并完成實物連線;(3)先推導U﹣x的表達式,再由圖像的斜率導出電阻率的表達式?!窘獯稹拷猓海?)用歐姆表測電阻時,選擇開關調到“×1”擋,然后進行歐姆調零,再測量。根據螺旋測微器的讀數原理可知d=0.5mm+40.0×0.01mm=0.900mm(2)由于電壓表的內阻遠大于電流表的內阻,所以采用電流表外接法,為了盡可能多測幾組數據,滑動變阻器采用分壓式接法,實物圖如下(3)根據歐姆定律得Ux解得U=U則U﹣x圖像的斜率為U0解得Rx根據Rx解得ρ=kRπ故答案為:(1)進行歐姆調零,0.900;(2)(3)kRπd【點評】考查器材的使用和讀數、實物連線和圖像的理解問題,會根據題意列式求解相應的物理量。9.(2024?道里區(qū)校級模擬)土壤電阻率是表征土壤電導性能的重要指標,被廣泛應用于雷電風險評估、研究土壤的腐蝕性等方面。哈三中某同學在測量土壤樣品的電阻率時,設計如圖所示的電路。圖中圓柱形玻璃管兩端有導電活塞(活塞電阻可忽略),右活塞固定,左活塞可自由移動。實驗器材有電源(電動勢為E,內阻為r),電壓表V1、V2(均可視為理想電表),定值電阻R1(阻值為6.00kΩ),定值電阻R2(阻值為3.00kΩ),電阻箱R(最大阻值9999Ω),單刀雙擲開關S,導線若干,游標卡尺,刻度尺。實驗步驟如下:①用游標卡尺測量玻璃管的內徑d=50.00mm;②向玻璃管內填滿土壤,并測量土壤長度L;③把S撥到1位置,記錄電壓表V1示數U1;④把S撥到2位置,調整電阻箱阻值,使電壓表V2示數與電壓表V1示數相同,記錄電阻箱的阻值R;⑤改變玻璃管內土壤長度,重復步驟③、④,記錄每次土壤長度L和電阻箱阻值R;⑥斷開S,整理好器材。(1)步驟③中通過土壤的電流為U1R1(用U1、(2)步驟④中的V2示數為ERR+R2+r(用E、R2、R、r表示),玻璃管內土壤的電阻Rx=R2R1+r(R1-R)R(3)若忽略電源內阻,利用記錄的多組土壤長度L和電阻R的數據,繪制如圖乙所示的R-1L關系圖像。土壤的電阻率為88Ω?m【考點】導體電阻率的測量.【專題】實驗題;實驗探究題;定量思想;實驗分析法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)U1R1(2)ERR+R2+r【分析】(1)根據歐姆定律和串聯(lián)電路的特點求解作答;(2)根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系分別求解兩電壓表的示數,再根據題意求待測電阻;(3)根據電阻定律求解R-1L【解答】解:(1)根據歐姆定律,通過電阻R1的電流I根據串聯(lián)電路的特點,通過土壤的電流I(2)把S撥到2位置,根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U電壓表V2的示數U把S撥到1位置,根據串聯(lián)電路電壓的分配與電阻的關系U電壓表V1的示數U根據題意U1=U2代入數據解得R(3)若忽略電源內阻,待測電阻的表達式R根據電阻定律R聯(lián)立解得R=R-1L結合R-1代入數據解得電阻率ρ=88Ω?m故答案為:(1)U1R1(2)ERR+R2+r【點評】本題主要考查了土壤電阻率的測定,要明確實驗的原理,根據歐姆定律求解R-10.(2024?長安區(qū)校級模擬)如圖甲所示,長度為L的圓柱形金屬棒固定在絕緣支架上,將多用電表的選擇開關旋至歐姆擋的“×10”處,歐姆調零后,粗測金屬棒的電阻,指針所指的位置如圖乙所示;用螺旋測微器測量其橫截面的直徑d如圖丙所示;為了精確的測量金屬棒的電阻(用R2表示)與電阻率,實驗小組設計了如圖丁所示的電路圖,然后連接實物圖,閉合開關,移動滑動變阻器R1的滑片,使其位于不同的位置,同時調節(jié)電阻箱R,在始終保持電流表的示數I1不變的條件下,記錄多組電流表的示數I2和相應的電阻箱的讀數R,根據這些數據,描點繪制出的R-1-I(1)乙圖所測的電阻的阻值為190Ω,丙圖的讀數為d=9.693mm。(2)寫出戊圖的函數關系式R﹣1=I1R2I2-1-1R2(用(3)由戊圖所給的已知條件可得金屬棒的電阻R2=1b(用b來表示)。金屬棒的電阻率為ρ=πd24Lb(用b、【考點】導體電阻率的測量;練習使用多用電表(實驗);螺旋測微器的使用與讀數.【專題】定量思想;推理法;恒定電流專題;實驗能力.【答案】(1)190,9.693;(2)R﹣1=I1R2I2-1【分析】根據歐姆擋和螺旋測微器的讀數規(guī)則進行讀數;根據并聯(lián)電路的特點和歐姆定律求出關系式;根據表達式和圖戊利用截距求出電阻R2,再根據R2的關系式求出電阻率ρ的表達式?!窘獯稹拷猓海?)根據多用電表歐姆擋的讀數規(guī)則,電阻的阻值為19×10Ω=190Ω根據螺旋測微器的讀數規(guī)則,丙圖的讀數為9.5mm+19.3×0.01mm=9.693mm(2)由并聯(lián)電路及歐姆定律可得I2R2=(I1﹣I2)R,整理可得:R﹣1=(3)由公式結合題圖戊可得題圖戊縱軸的截距為-1R2=-b由R2=ρ聯(lián)立解得ρ=故答案為:(1)190,9.693;(2)R﹣1=I1R2I2-1【點評】本題考查導體電阻率測量的相關實驗,難點在于將并聯(lián)電路與歐姆定律進行結合求出函數關系式。
考點卡片1.游標卡尺的使用與讀數【知識點的認識】1.構造:構造:主尺、游標尺(主尺和游標尺上各有一個測量爪)(如下圖)。(2)原理:利用主尺的單位刻度(1mm)與游標尺的單位刻度之間固定的微量差值提高測量精度。常用的游標卡尺有10分度、20分度和50分度三種,其讀數見下表:分度刻度總長度每小格與mm的差值精確度(可準確到)109mm0.1mm0.1mm2019mm0.05mm0.05mm5049mm0.02mm0.02mm(3)讀數:若用x表示從主尺上讀出的整毫米數,K表示從游標尺上讀出與主尺上某一刻線對齊的游標尺的刻度,則記錄結果表示為(x+K×精確度)mm。2.練習使用游標卡尺(1)用游標卡尺的外測量爪測量小鋼球的直徑、小圓管的外徑、教科書的厚度等(2)用游標卡尺的內測量爪測量小圓管的內徑、槽的寬度等【命題方向】游標卡尺主尺的最小刻度是1mm,游標尺上有20個等分刻度,則游標尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差mm.用這個游標卡尺測量一小球的直徑,如圖所示的讀數是mm.分析:游標尺的精確度=1等分刻度解答:游標卡尺的精度為1等分刻度mm,因此游標卡尺有20個小的等分刻度,游標尺上每一分度與主尺上的最小刻度相差0.05mm游標卡尺的主尺讀數為13mm,游標讀數為0.05×16mm=0.80mm,所以最終讀數為:13mm+0.80mm=13.80mm.故答案為:0.05,13.80.點評:解決本題的關鍵掌握游標卡尺的讀數方法,主尺讀數加上游標讀數,不需估讀.【解題思路點撥】游標卡尺的讀數方法以下圖為例:方法一:加法精確度為110mm=主尺讀數為24mm(游標尺0刻度線左側主尺整毫米數),游標尺對齊的格數為8(與主尺刻度線對齊的游標尺刻度線的標號),所以讀數為24mm+8×0.1mm=24.8mm??偨Y:游標卡尺讀數=主尺讀數+對齊格數×精確度。方法二:減法游標尺每格的長度=9主尺讀數為32mm(主尺與游標尺刻度線對齊處的示數),副尺對齊的格數為8(與主尺刻度線對齊的游標尺刻度線的標號),所以讀數為32mm﹣8×0.9mm=24.8mm。2.螺旋測微器的使用與讀數【知識點的認識】1.構造:如圖所示,螺旋測微器的測砧A和固定刻度B是固定在尺架C上的;可動刻度E、旋鈕D、微調旋鈕D'是與測微螺桿F連在一起的,通過精密螺紋套在B上。2.原理:可動刻度E上的刻度為50等份,當旋鈕D旋轉一周,螺桿F便沿著旋轉軸線方向前進或后退0.5mm,圓周上的可動刻度E有50個等分刻度,其旋轉一格,螺桿F前0.550mm,則螺旋測微器的測量可準確到0.01mm3.讀數:(1)測量時被測物體長度的半毫米數由固定刻度讀出,不足半毫米部分由可動刻度讀出。(2)測量值(mm)=固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(估讀到下一位)×0.01(mm)。(3)如圖所示,固定刻度示數為2.0mm,而從可動刻度上讀的示數為15.0,最后的讀數為2.0mm+15.0×0.0lmm=2.150mm。4.練習使用螺旋測微器(1)測量A4紙的厚度(2)測量頭發(fā)絲的直徑。【命題方向】用螺旋測微器(千分尺)測小球直徑時,示數如圖所示,這時讀出的數值是,單位是.分析:螺旋測微器測量金屬板的厚度時的讀數分兩步:先讀固定刻度,再讀可動刻度.注意讀可動刻度時要估讀.解答:螺旋測微器測量金屬板的厚度時的讀數分兩步:由固定刻度讀出整毫米為8mm(應注意半毫米刻線是否露出),然后由可動刻度讀出小數47.3×0.01mm=0.473mm(3為估讀位),兩個讀數相加為8.473mm.故答案為:8.473;mm.點評:解決本題的關鍵掌握螺旋測微器讀數的方法:固定刻度讀數+可動刻度讀數.注意讀固定刻度時看半毫米刻線是否露出,讀可動刻度讀數時要估讀.【解題思路點撥】1.使用螺旋測微器時的注意事項(1)螺旋測微器應估讀一位,亦即以mm作為單位,應讀到小數點后面的第三位。(2)讀數時,除了觀察固定刻度尺的整毫米刻度線外,特別要注意半毫米刻度線是否露出。2.螺旋測微器的讀數規(guī)則為測量值(mm)=固定刻度數(mm)(注意半毫米刻度線是否露出)+可動刻度數(估讀到下一位)×0.01(mm)。3.因為螺旋測微器的讀數總是估讀到0.001mm,所以螺旋測微器又叫千分尺。3.導體電阻率的測量【知識點的認識】一、實驗目的1.掌握螺旋測微器的原理及讀數方法.2.掌握電流表、電壓表和滑動變阻器的使用方法及電流表和電壓表的讀數方法.3.會用伏安法測電阻的方法測定金屬的電阻率.二、實驗原理把電阻絲連入如圖所示的電路,用電壓表測其兩端電壓,用電流表測電流,根據Rx=UI計算金屬絲的電阻Rx,然后用米尺測量金屬絲的有效長度l,用螺旋測微器測量金屬絲的直徑d,計算出金屬絲的橫截面積三、實驗器材毫米刻度尺、螺旋測微器、直流電壓表和直流電流表、滑動變阻器、電池、開關及連接導線、金屬電阻絲.四、實驗步驟1.測直徑:用螺旋測微器在導線的三個不同位置上各測一次,取直徑d的平均值.2.測長度:將金屬絲兩端固定在接線柱上懸空拉直,用毫米刻度尺測量接入電路的金屬絲長度L(即有效長度),反復測量三次,求出L的平均值.3.連電路:按照如圖所示的電路圖用導線把器材連好,并把滑動變阻器的阻值調至最大.4.測電阻:電路經檢查無誤后,閉合開關S,改變滑動變阻器滑片的位置,讀出幾組相應的電流表、電壓表的示數I和U的值,記錄在表格內,斷開開關S,求出電阻R的平均值.5.算電阻率:將測得的R、L、d的值代入電阻率計算公式ρ=RSL=πd2R4L中,計算出金屬絲的電阻率.或利用U﹣I圖線的斜率求出電阻6.整理:拆去實驗線路,整理好實驗器材.五、注意事項1.金屬絲的長度,應該是在連入電路之后再測量,測量的是接入電路部分的長度,并且要在拉直之后再測量.2.用螺旋測微器測直徑時應選三個不同的部位測三次,再取平均值.3.接通電源的時間不能過長,通過電阻絲的電流強度不能過大,否則金屬絲將因發(fā)熱而溫度升高,這樣會導致電阻率變大,從而造成誤差.4.要恰當選擇電流表、電壓表的量程,調節(jié)滑動變阻器的阻值時,應注意同時觀察兩表的讀數,盡量使兩表的指針偏轉較大,以減小讀數誤差.5.伏安法測電阻是這個實驗的中心內容,測量時根據不同情況,根據所給器材對電流表的內接還是外接做出正確選擇.六、誤差分析1.金屬絲直徑、長度的測量帶來誤差.2.測量電路中電流表及電壓表對電阻測量的影響,因為電流表外接,所以R測<R真,由R=ρLS可知ρ測<ρ真3.通電電流過大,時間過長,致使電阻絲發(fā)熱,電阻率隨之變化帶來誤差.七、實驗創(chuàng)新在此實驗中,由于電壓表、電流表內阻的影響,從而使金屬絲電阻測量值偏小,可以改進實驗電路,消除由于電表內阻的影響而帶來的實驗誤差.1.等效替換法連接電路如圖所示,R′為電阻箱,Rx為待測電阻,通過調節(jié)電阻箱R′,使單刀雙擲開關S分別接a和b時,若電流表中的電流示數相同,就表明Rx=R′,即可測出Rx.(此方法可以在沒有電壓表的情況下順利進行)2.附加電阻法連接電路如圖所示,R0為一阻值較大的固定電阻,Rx為待測電阻.(1)斷開S2,閉合S1調節(jié)變阻器R,使電流表、電壓表都有一個適當讀數,記下兩表讀數I1、U1.(2)保持變阻器阻值R不變,再閉合S2,記下兩表的讀數I2、U2.(3)待測電阻Rx=U【命題方向】題型一:儀器的選取及電路設計在“測定金屬絲的電阻率”的實驗中,待測金屬絲的電阻Rx約為3Ω,實驗室備有下列實驗器材:A.電壓表V(量程3V,內阻約為3kΩ)B.電流表A(量程0.6A,內阻約為1Ω)C.滑動變阻器R(0~10Ω,額定電流0.5A)D.電源E(電動勢為3V,內阻約為0.3Ω)E.開關S,導線若干(1)為減小實驗誤差,應選用圖中乙(填“甲”或“乙”)為該實驗的電路原理圖.(2)現用刻度尺測得金屬絲長度為60.00cm,用螺旋測微器測得其直徑示數如丙圖,則直徑為0.608mm.圖丁為兩電表的示數,則該金屬絲的電阻率為1.16×10﹣6Ωm.(結果保留3位有效數字)分析:(1)根據待測電阻阻值與電表內阻的關系確定電流表采用內接法還是外接法,然后選擇實驗電路.(2)螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數,在讀可動刻度讀數時需估讀.由圖示電表讀出其示數,應用歐姆定律求出電阻阻值,由電阻定律求出電阻率.解:(1)因RVR=30003則有RV(2)螺旋測微器的固定刻度讀數為0.5mm,可動刻度讀數為0.01×10.8mm=0.108mm,所以最終讀數為0.608mm.由圖示電壓表可知,其量程為3V,分度值為0.1V,所示為1.2V,由圖示電流表可知,其量程為0.6A,分度值為0.02A,示數為0.5A,電阻阻值:R=UI=由R=ρLS可知,電阻率:ρ=RSL=2.4×3.14×(12×0.608×10故答案為:(1)乙;(2)0.608(0.606~0.609mm均正確);1.16×10﹣6(1.15×10﹣6~1.17×10﹣6Ω?m均正確).點評:本題考查了實驗器材的選取、實驗電路的選擇、連接實物電路圖;要掌握實驗器材的選取原則:安全性原則、精確性原則、方便實驗操作;確定電流表的接法是正確解題的關鍵.同時掌握螺旋測微器的讀數方法,螺旋測微器的讀數方法是固定刻度讀數加上可動刻度讀數,在讀可動刻度讀數時需估讀.題型二:電表內阻的測量實際電流表有內阻,可等效為理想電流表與電阻的串聯(lián).測量實際電流表G1內阻r1的
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