九年级电与磁易错题Word版 含答案.docx
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九年级电与磁易错题Word版含答案
九年级电与磁易错题(Word版含答案)
一、三物理电与磁易错压轴题(难)
1.某同学猜想电磁铁磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关。
在探究“电磁铁磁性强弱与电流大小是否有关”时,使用的器材有:
学生电源、电磁铁、电流表、滑动变阻器、开关、软铁块P、铁架台、电子秤、导线若干。
某同学用绝缘细线将电磁铁M悬挂在铁架台上,并保持它与软铁块P的距离不变:
(1)实验时,他_______开关S,组装实验电路如图所示,请将滑动变阻器连入电路中,要求:
滑片向左滑动时电路中电流变大;
(2)本实验中根据______________比较电磁铁磁性强弱;
(3)请设计出记录实验数据的表格,表中要有必要的信息。
(_________)
【答案】断开,
电子秤的示数
实验次数
电流I/A
电子秤的示数/g
1
2
3
……
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]在连接电路时,开关S应处于断开状态。
由题意知,电路中变阻器调节电路的电流,所以各元件串联;而滑片向左滑动时电路中电流变大,即滑片向左滑动时,变阻器接入电路的电阻变小,所以变阻器下边的接线柱应接左边的;电路所用电源为学生电源,则电流表应用大量程0~3A,故电路连接如下:
(2)[2]实验根据电子秤的示数来比较电磁铁磁性强弱。
因为当开关闭合时,电路中有电流通过,电磁铁有磁性,对放在电子秤上的软铁块P有吸引力。
当电流越大时,电磁铁的磁性就越强,对软铁块的吸引力就越大,那么软铁块对电子秤的作用力就越小,则电子秤的示数就越小。
(3)[3]实验探究的是“电磁铁磁性强弱与电流大小的关系”,所以在实验时需记录电流的大小,而磁性的强弱是通过电子秤的示数来反映的,所以还需要记录电子秤的示数。
故实验表格如下:
实验次数
电流I/A
电子秤的示数/g
1
2
3
……
2.小谦在探究“磁体间相互作用规律”时发现:
磁体间的距离不同,作用力大小也不同。
他想:
磁体间作用力的大小与磁极间的距离有什么关系呢?
(1)小谦用如图所示的实验进行探究。
由于磁体间作用力的大小不便测量,他通过观察细线与竖直方向的夹角
的变化,来判断磁体间力的变化,用到的科学方法是________法。
(2)小谦分析三次实验现象,得出结论:
两磁铁磁极间的________,相互作用力越大,小月认为:
这个结论还需要进一步实验论证,联想到磁体间的相互作用规律,还须研究甲、乙两块磁铁相互________时,磁体间作用力与距离的关系。
【答案】转化(或转换)距离越小排斥
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]由题意可知,磁体间作用力越大,细线与竖直方向的夹角也越大,那么可以通过观察这个夹角的大小得知磁体间力的变化,用到的科学方法是转换法。
(2)[2]从三次实验可看到,夹角越大时,相互作用力越大,这时两磁铁磁极间的距离越小,可得出结论:
两磁铁磁极间的距离越小,相互作用力越大。
[3]磁体间的相互作用规律有吸引也有排斥,所以还须研究甲、乙两块磁铁相互排斥时,磁体间作用力与距离的关系。
3.如图是小明探究“影响电磁铁磁性强弱因素”的装置图(A为指针下方固定的铁块;线圈电阻忽略不计)。
小明通过观察指针B偏转角度的大小来判断电磁铁磁性的强弱。
开始时导线a与接线柱1相连,闭合开关,指针B绕固定点O点发生偏转。
(1)实验前,应将导线b与滑动变阻器的__________(选填“c”或“d”)接线柱连接。
(2)闭合开关,电磁铁的左端为__________极;使滑片P向左移动时,指针的偏转角度变大,说明电磁铁磁性强弱与__________有关。
(3)断开开关,将导线a与接线柱1相连改为与接线柱2相连,保持滑动变阻器的滑片P的位置不变,再闭合开关,此时指针偏转角度__________(选填“变大”、“变小”或“不变”)。
(4)下图所示的装置中应用电磁铁工作的是__________。
(选填序号)
【答案】cN电流大小变小④
【解析】
【详解】
(1)[1]实验前,应将导线b与滑动变阻器的c接线柱连接,这样变阻器的电阻才能进行调节;
(2)[2]从图中可以看到,电流从电磁铁的右端流入,左端流出,根据安培定则可知电磁铁的左端为N极;
[3]滑片P向左移动时,电路中的总电阻变小,电路的电流变大,而指针的偏转角度也变大,说明电磁铁磁性强弱与电流大小有关;
(3)[4]由于线圈的匝数变少,电流强度不变,那么电磁铁磁性变弱,则指针偏转角度减小;
(4)[5]手摇发电机是产生电流,利用电磁感应原理工作的;自制电动机是利用通电线圈在磁场中受力转动的原理工作的;动圈式话筒是利用电磁感应工作的;电铃通电时,电磁铁有电流通过,产生了磁性,小锤下方的弹性片被吸过来,小锤打击电铃发出声音,同时电路断开,电磁铁失去磁性,小锤又被弹回,电路闭合,不断重复,电铃会发出连续打击声,这是应用了电磁铁;故选④。
4.如图所示装置,闭合开关,用外力使导体棒ab水平向右运动,发现导体棒cd也随之运动.此装置中:
(1)甲部分发生的是________现象,人们根据这一原理发明了________.
(2)有一种“车窗爆破器”,陆续安装BRT公交车的窗玻璃上,其原理是:
当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,上述过程产生的能量转化是电能转化为机械能,图中____(甲/乙)部分产生的能量转化,与这一过程是相同的.
【答案】电磁感应发电机乙
【解析】
(1)如图甲,用外力使导体棒ab水平向右运动时,切割磁感线运动,产生了电流,所以甲部分发生的是电磁感应现象,人们根据这一原理发明了发电机,使电能的大量使用成为可能;
(2)有一种“车窗爆破器”,陆续安装BRT公交车的窗玻璃上,其原理是:
当爆破器中的线圈有电流通过时,爆破器中的“钨钢头”会产生一个瞬间的冲击力,上述过程产生的能量转化是电能转化为机械能;
图中乙部分,电流通过导体时,受到磁场力的作用而运动,所以乙部分的能量转化与这一过程是相同的.人们利用这一原理发明的电动机,为人们生产活动提供动力.
点睛:
注意区分研究电磁感应和磁场对通电导线作用力的两个装置,从能的转化看,两者是相反的,即电磁感应现象中将机械能转化为电能,而磁场对通电导线的作用力,将电能转化为机械能.
5.如图所示为某学习小组同学设计的研究电磁铁的实验电路图.
(1)当闭合开关S时,小磁针将向________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向转动.
(2)要改变电磁铁线圈中的电流大小,可通过________________________来实现;要判断电磁铁磁性强弱,可观察__________________来确定.
(3)下表是该组同学所做实验的记录:
①比较实验1、2、3(或4、5、6),可得出的结论是电磁铁的匝数一定时,通过电磁铁线圈中的电流________,磁性越强;
②比较实验1和4(或“2和5”或“3和6”),可得出的结论是电磁铁线圈中的电流一定时,线圈匝数越多,磁性________.
(4)在与同学们交流讨论时,另一组的一个同学提出了一个问题:
“当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱会不会还与线圈内的铁芯大小有关?
”
①你对此的猜想:
____________________________;
②现有两根大小不同的铁芯,利用本题电路说出验证你猜想的方法:
___________.
【答案】顺时针调节滑动变阻器吸引铁钉的个数越大越强当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱与线圈内的铁芯大小有关分别把两个相同的线圈串联接入电路中,插入不同大小的铁芯,观察吸引铁钉的个数,进行比较
【解析】
(1)开关闭合后,由安培定则可知螺线管上方为N极,故小磁针S极会向下转动,N极向上转动,小磁针顺时针转动;
(2)实验时,移动滑动变阻器的滑片,改变连入电路中的电阻,从而改变电路中的电流大小;电磁铁磁性越强,吸引大头针的数目越多,要判断电磁铁磁性强弱,可观察吸引大头针的多少;
(3)①比较实验中的1、2、3(或4、5、6)可以看出,在线圈的匝数相同时,当电流增加时,吸引铁钉的个数也增加,说明在线圈的匝数一定时,通过电磁铁的电流越大,电磁铁的磁性越强;
②比较实验中的1和4(或2和5或3和6)可以得出通过电磁铁的电流相同时,线圈匝数50匝的吸引5枚铁钉,线圈匝数为100匝的吸引铁钉7枚,说明在通过电磁铁的电流相同时,线圈的匝数越多,电磁铁的磁性越强.
(4)①电磁铁的磁性强弱可能跟铁芯大小有关.探究电磁铁磁性强弱跟铁芯大小关系时,控制电流和线圈匝数不变,改变铁芯大小.
②验证方案:
保证两次电路中的线圈匝数和电流相同,让两次插入的铁芯的大小不一样,看吸引的铁钉数目的多少,如果两次吸引的数目不一样,则说明磁性的强弱与铁芯的大小有关.
故答案为
(1)顺时针;
(2)调节滑动变阻器,吸引大头针的多少;(3)①越大;②越强;(4)①当线圈中的电流和匝数一定时,电磁铁的磁性强弱可能与线圈内的铁芯大小有关;②分别把两个相同的线圈串联接入电路中,插入不同大小的铁芯,观察吸引铁钉的个数,进行比较.
6.如图所示是小华实验小组探究电磁感应现象的实验装置.
(1)保持ab棒不动,闭合电路,检流计的指针不动,说明这时导线中________(选填“有“或“无”)电流.
(2)当αb棒水平运动时,可以观察到电流表指针发生偏转,如果它的偏转的方向向左,若将ab棒看成是一个电源,则________端为正极.
(3)保持电路闭合,当ab棒向左运动和向右运动时,检流计的指针会向左和向右偏转,表明导线中的感应电流方向与________有关.
(4)将U形磁铁反转对调磁极,闭合电路,当ab棒向左运动和向右运动时,检流计的指针会向右和向左偏转,表明导线中的感应电流方向与________有关.
(5)实验中小华同学为了使检流计指针明显偏转,你认为他可能会采取哪些措施?
(写出一条即可)________.
【答案】无b切割磁感线运动方向磁场方向换用磁性更强的磁体
【解析】
【详解】
(1)闭合电路,若保持ab棒不动,即不做切割磁感线运动,故电路中没有感应电流;
(2)在正常情况下,电流表的指针向右偏,而在这里发现电流表的指针向左偏转,故表明与电流表正接线柱相连的是电源的负极;与电流表负接线柱相连的是电源的正极,故此时b端相当于电源的正极;
(3)保持电路闭合,当ab棒向左运动和向右运动时,检流计的指针会向左和向右偏转,表明导线中的感应电流方向与切割磁感线运动方向有关;
(4)将U形磁铁反转对调磁极,闭合电路,当ab棒向左运动和向右运动时,检流计的指针会向右和向左偏转,表明导线中的感应电流方向与磁场方向有关.
(5)使检流计指针明显偏转,即使得电路中的电流增大,故可以换用磁性更强的磁体,也可以加快导体的运动速度等均可;
7.迈克尔·法拉第(MichaelFaraday,1791年9月22日~1867年8月25日),英国物理学家、化学家,也是著名的自学成才的科学家,出生于萨里郡纽因顿一个贫苦铁匠家庭,仅上过小学。
1831年,他作出了关于电力场的关键性突破——发现了电磁感应定律,永远改变了人类文明。
1831年8月29日,法拉第终于取得突破性进展.这次他用一个软铁圆环,环上绕两个互相绝缘的线圈A和B,如图所示.他在日记中写道:
“使一个有10对极板,每板面积为4平方英寸的电池充电.用一根铜导线将一个线圈,或更确切地说把B边的线圈的两个端点连接,让铜线通过一定距离,恰好经过一根磁针的下方(距铁环3英尺远),然后把电池连接在A边线圈的两端;这时立即观察到磁针的效应,它振荡起来,最后又停在原先的位置上,一旦断开A边与电池的连接,磁针再次被扰动.”
(1)请根据法拉第日记的描述,在答题卷的虚线框内用笔画线代替导线,完成电路的连接______.
(2)为保证实验顺利进行,尽量不受外界干扰,你认为实验时要注意的是______________。
(3)根据法拉第的发现,王浩同学进行如图的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。
①如图甲所示,当灵敏电流计指针左偏时,通过灵敏电流计的电流方向是_____________(填“从下往上或从上往下”)。
②如图乙所示,把条形磁铁插入线圈时,发现灵敏电流计指针发生了偏转,证明产生了感应电流,则产生感应电流的条件是_________________________________。
③继续试验得到如图丙、丁,比较乙、丙,说明感应电流的方向与__________有关;比较乙、丁,说明感应电流的方向与_____________有关。
④王浩同学继续深入思考,发现如图乙、丙、丁中通电螺旋管产生的磁场方向和外界磁场的变化是_________(填“相同或相反”)。
他把这个发现告诉老师,老师表扬他:
你已经和楞次一样厉害了!
【答案】
远离外界磁场,在无风的室内进行实验从上往下闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动磁场方向导体切割磁感线的运动方向相反
【解析】
【详解】
(1)根据题意,把线圈B的两个端点连接,让铜线通过一定距离,恰好经过一根磁针的下方,然后把电池连接在A边线圈的两端,连接图如下:
(2)因为实验中电流产生的磁场强度较小,需要小磁针的转动非常灵活,所以实验时应避免外界磁场的干扰,不能在有风的环境中实验,所以为保证实验顺利进行,尽量不受外界干扰,实验时要注意的是:
远离外界磁场,在无风的室内进行实验。
(3)根据法拉第的发现,王浩同学进行如图的实验进行探究影响感应电流方向因素的实验。
①如图甲所示,当灵敏电流计指针左偏时,电源的上端为正极,电流由正极出发,经过开关,再向下经过灵敏电流计,经过电阻回到电源负极,所以通过灵敏电流计的电流方向是从上往下。
②如图乙所示,把条形磁铁插入线圈时,磁场对线圈发生了相对运动,相当于线圈切割了磁感线,灵敏电流计指针发生了偏转,证明产生了感应电流,这时灵敏电流计与线圈组成的电路是闭合的,且一部分在磁场中,所以产生感应电流的条件是:
闭合电路的一部分导体在磁场中切割磁感线运动。
③比较乙、丙两次实验,磁体插入线圈时,磁体的磁场方向相反,灵敏电流计指针偏转方向相反,说明感应电流的方向与磁场方向有关;
比较乙、丁两次实验,磁场的方向相同,但磁体的运动方向相反,相当于线圈切割磁感线的运动方向相反,灵敏电流计指针偏转方向相反,说明感应电流的方向与导体切割磁感线的运动方向有关。
④图乙实验中,根据安培定则判断,螺线管上端为N极,丙实验中,根据安培定则判断,螺线管上端为S极,螺线管产生的磁场与外界磁场相反,丁图实验中,根据安培定则判断,螺线管上端为S极,与外界磁场方向相同,但磁体是向上运动的,外界磁场减小,螺线管产生的内部磁场阻碍外部磁场的变化,总结可得通电螺旋管产生的磁场方向和外界磁场的变化是相反的。
8.探究磁体与通电螺线管周围的磁场
(1)小明用小磁针探究磁体周围磁场如图所示,实验时将小磁针先后放在条形磁体周围不同位置处,记录小磁针在各处静止时N极的指向。
通过实验可知,磁场具有方向,磁场中各点的磁场方向一般_______(选填“相同”或“不同”)。
(2)小红用铁屑探究磁体周围的磁场如图所示
①将玻璃板平放在磁体上,并在玻璃板上均匀撒上一层铁屑,轻轻敲击玻璃板,观察铁屑的分布情况。
轻敲玻璃板的目的是_______,铁屑在磁场中被_______成一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来。
②再在玻璃板上放一些小磁针,记录这些小磁针静止时N极的指向。
③人们仿照铁屑在磁场中排列的情况和小磁针N极的指向画出一些带箭头的曲线来形象地描述磁场,物理学中把这样的曲线叫作_______。
(3)小林用如图装置探究通电螺线管外部磁场的方向,实验时接通电路,将小磁针放在螺线管周围的不同位置如图,记录通电螺线管周围各点的磁场方向,并画出了通电螺线管外部的磁感线。
①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,接下来的操作是_______,再重复上述步骤;
②比较所画的两幅磁感线,可以看出,通电螺线管外部的磁场与_______周围的磁场相似,且通电螺线管外部磁场方向与_______方向有关,它的极性可以用_______定则来判断;
③实验中小磁针的作用是________________________________________。
【答案】不同减小摩擦力的影响磁化磁感线对调电源正负极条形磁体电流安培显示磁场(方向)
【解析】
(1)磁场是有方向的,在磁场的不同位置,其磁场方向一般不同.
(2)①轻敲玻璃板的目的是减小摩擦力对铁屑的影响,铁屑在磁场中会被磁体磁化,成为一个个小磁针,从而在磁场中有序地排列起来.
②人为了形象地描述磁场,人们用一些带箭头的曲线来表示磁场的存在以及磁场的强弱,这样的曲线叫做磁感线;
(3)①为了探究通电螺线管外部磁场方向与电流方向的关系,应改变电路中的电流方向,可以通过对调电源正负极来改变电流方向;
②通电螺线管外部的磁场和条形磁体外部的磁场一样.通电螺线管的两端相当于条形磁体的两个极.通电螺线管两端的极性跟螺线管中电流的方向有关,极性跟电流方向的关系可以用安培定则来判定:
用右手握螺线管,让四指指向螺线管中电流的方向,则大拇指所指的那端就是螺线管的N极.
③本实验中采用可观察的小磁针的偏转来演示通过导体周围的磁场.
故答案为:
(1)不同;
(2)减小摩擦力的影响; 磁化;磁感线;(3)对调电源正负极;条形磁体;电流;安培;显示磁场.
9.为了探究电磁铁的磁性强弱跟哪些因素有关,小勤所在的实验小组进行了如下实验:
他们首先找了两颗大铁钉,用漆包线在上面绕制若干圈,做成简易电磁铁,然后分别按图接入电路.探究前,小勤他们还作了以下的猜想:
猜想A:
电磁铁,顾名思义,通电时有磁性,断电时没有磁性;
猜想B:
通过的电流越大,磁性越强;
猜想C:
外形相同时,线圈的匝数越多,磁性越强.
探究过程如图所示.请你仔细观察这四幅图,然后完成下列填空.
(1)探究过程中通过观察来判断磁性的有无和强弱;
(2)比较图可以验证猜想A是正确的;
(3)比较图可以验证猜想B是正确的;
(4)通过图d中的实验现象可以验证猜想C是正确的;但仔细分析发现,猜想C的表述还不完整,还应补充条件.
【答案】
(1)吸引小铁钉(大头针等)的多少
(2)a和b(3)b和c(4)通过的电流相等
【解析】
(1)为了便于观察,我们把电磁铁的磁性的有无和强弱转化为电磁铁所能吸引小铁钉个数的多少来分析判断;
(2)由ab两图可知,a图的开关断开,电路中没有电流,电磁铁也不吸引大头针闭合,说明电磁铁没有磁性.b图的开关闭合,电路中有电流,电磁铁吸引大头针闭合,说明电磁铁有磁性.由此知A是正确的.
(3)猜想B是验证磁性的强弱是否与电流大小有关,因此要控制匝数相同,电流大小不同.比较分析题目中的这几个图,发现只有bc符合条件.
(4)猜想C是验证磁性的强弱是否与线圈的匝数是否有关,因此要控制电流的大小相同,线圈匝数不同.在d图中,由于两电磁铁串联,控制了电流相等,而匝数不同,故该图符合条件.故我们在分析过程中,还应强调增加“电流相同”这个条件.
故答案为
(1)吸引小铁钉(大头针等)的多少;
(2)a和b;(3)b和c;(4)通过的电流相等.
10.归纳式和演绎式探究通电导体在磁场中受到力的作用,受力方向与电流方向和磁场方向有关.在磁场中受力的大小与什么因素有关?
小宇和同学们做了实验,数据记录如下表:
磁体
电流
长度
力
甲
0.1
1.0
1.0
甲
0.3
0.5
1.5
甲
0.1
2.0
2.0
乙
0.2
0.5
4.0
乙
0.2
1.0
8.0
乙
0.1
1.5
6.0
(1)分析表中数据,可以看出通电导体在磁场中受到力
______;其中
的值不同磁体一般是______的.因此我们可以用这个值来表示磁场的磁感应强度,在国际单位制中,磁感应强度
的单位是特斯拉,简称特,符号是T.
(2)请你计算一下,磁体甲的磁感应强度大小是____________.
(3)如图,长为
、质量为
的均匀金属棒
的两端用两个完全相同的弹簧悬挂成水平状态,位于垂直纸面向里的匀强磁场(强弱和方向处处相同)中.弹簧上端固定,下端与金属棒绝缘,金属棒通过开关与电源相连,电路总电阻为
.当电源电压为
时,弹簧恰好不伸长.证明:
匀强磁场的磁感应强度
的大小是
.________
【答案】IL不同
见解析
【解析】
【详解】
(1)[1][2]由表中数据可知,对于甲磁体,每次实验得到的电流I与导体长度L的乘积再乘以0.01,等于导体在磁场中受到力的大小;对于乙磁体,每次实验得到的电流I与导体长度L的乘积再乘以0.04,也等于导体在磁场中受到力的大小。
说明通电导体在磁场中受到力的大小等于电流I、导体长度L、某个定值的乘积,这个定值叫磁感应强度(B),不同的磁体磁感应强度不同,则通电导体在磁场中受到的力为:
F=BIL;
(2)[3]由F=BIL得B=
,将表中甲磁体的一组数据带入,则磁体甲的磁感应强度大小是:
B=
=
=
=
。
(3)[4]通电时,弹簧恰好不伸长,说明弹簧对金属棒没有作用力,此时金属棒受到的磁场作用力F与金属棒的重力G平衡,即F=G。
因F=BIL、G=mg,I=
,则:
BIL=mg,
B
L=mg,
解得
。
11.小明用如图甲、乙所示的装置,分别探究“通电螺线管外部磁场的分布”和“电磁感应现象”.
(1)在图甲中,闭合开关后,通电螺线管的右端为____极.(选填“N”或“S”)
(2)在图甲实验过程中,将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变,这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和_____有关.
(3)图乙中,闭合电路中的一部分导体AB静止不动,当磁体左右运动时,灵敏电流计的指针___(选填“会”或“不会”)偏转.这说明闭合电路的部分导体在磁场中做__运动时,导体中会产生感应电流.
(4)小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,请你从实验装置和操作上各提一条改进建议.
装置改进:
___________________操作改进:
_____________
【答案】N;电流方向;会;切割磁感线;换强磁铁(或绕制线圈);快速移动导体(或磁铁)。
【解析】
【分析】
【详解】
(1)在图甲中,闭合开关后,根据安培定则判断,右手握住螺线管,四指弯曲指向电流的方向,则大母指的指向即为螺线管的磁场方向,即大母指所指的右端为N极;
(2)在图甲实验过程中,将电源正负极对调,发现小磁针的偏转方向发生改变,即电流方向影响磁场的方向,所以这样操作是为了探究通电螺线管外部磁场方向和电流方向有关;
(3)图乙中,闭合电路中的一部分导体AB静止不动,当磁体左右运动时,导体能切割磁感线,所以灵敏电流计的指针会偏转.这说明闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中会产生感应电流;
(4)小明观察在图乙实验中发现电流表指针偏转不明显,为了使指针偏转明显,从实验装置上的改进为:
换用磁性更强的磁体或用多匝线圈代替导体进行实验,这样产生的感应电流大,现象明显;
从操作上的改进建议为:
加快导体(或磁体)切割磁感线运动的速度,因为速度越快,产生的感应电流也越大,现象明显。
12.在探究通电
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