届高三物理名校试题汇编系列第1期专题19电学实验.docx
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届高三物理名校试题汇编系列第1期专题19电学实验
实验一用描迹法画出电场中平面上的等势线
1．（广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2012届高三11月联考理综卷）
（1）甲图是“用描迹法画出电场中平面上的等势线”实验的装置图．如乙图所示，某同学在导电纸上A、B两电极的连线上等间距的选出a、b、c、d、e五个基准点，虚线MN过d垂直于AB．已知所用的灵敏电流表的指针偏转与电流流向的关系是：
电流从探针I流入时，指针向左偏转，电流从探针II流入时，指针向右偏转．实验时，该同学当把探针I压在d点处，探针II沿虚线MN从d点向下运动时，运动过程中探针II一直压在导电纸上，则在探针II运动的过程中，电流表的指针将偏转（填向右、向左或没有）．
（2）如果在实验过程中，某同学已把导电纸、复写纸、白纸铺放在木板上，按自上而下的顺序放好，并且用电压表检查电极A、B两端，发现电压正常，然后让其中的一个探针接触某一基准点，另一探针在该基准点附近的导电纸上左、右试探移动，无论怎样移动，灵敏电流计的指针都不会发生偏转，其原因可能是（只要答出一个原因即可）。
1.
（1）向左
（2）导电纸导电面朝下放置、灵敏电流计被破坏等
解析：
（1）电流计指针的偏转方向与两探针间的电势高低有关。
由题意，电极B相当于正电荷，电极A相当于负电荷，静电场中，经过d点的等势线如上图弯曲虚线所示，该同学把探针I压在d点处，探针I的电势与等势线上的任何一点的电势相同，当探针II沿虚线MN从d点向下运动时，探针II的电势始终小于上图等势线处电势，即探针I的电势较大，电流从探针I流入电流计，指针向左偏转。
（2）在木板上铺纸的先后顺序是：
白纸放最下面，再放复写纸，最上面放导电纸，并且导电纸能够导电的一面朝上。
本实验中，如果电压正常，无论如何移动探针，电流计均无示数，说明无电流流入电流计，故障原因可能是导电纸导电面朝下放置或者灵敏电流计被破坏等。
实验二描绘小灯泡的伏安特性
2．（辽宁省丹东市四校协作体2012届高三摸底理综卷）小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变大，因而引起功率变化。
一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：
电压表（0-3V，约3kΩ），电流表（0-0.6A，约0.1Ω），电池，开关，滑动变阻器，待测小灯泡，导线若干。
实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压。
（1）在虚线框内画出实验电路图
（2）根据实验测得数据描绘出如图所示的U-I图象，小灯泡电压随电流变化曲线，由此可知，小灯泡电阻R随温度T的关系是。
（3）如果一电池的电动势2V，内阻2.5Ω。
请你根据上述实验的结果，确定小灯泡接在该电池的两端，小灯泡的实际功率是______W。
2．
（1）如图所示
（2）小灯泡的电阻R随温度T升高而增大（3）0.43（0.39～0.48都得分）
解析：
（1）小灯泡的内阻很小（大约是几欧），因此采用电流表外接法；实验时，要求小灯泡两端电压从0逐渐增大到额定电压，滑动变阻器应采用分压接法。
实验电路图如上图示数。
（2）小灯泡U-I图象上各点处的斜率表示小灯泡的电阻，根据题图可知，随着电流增大，U-I图象的斜率增大，这说明小灯泡消耗的实际功率增大，温度升高时，灯泡电阻增大。
（3）将灯泡接在电源上时，灯泡两端电压等于路端电压，而灯泡中电流等于总电流，根据U=E-Ir，若作出路端电压U与总电流I的关系图象，应是一条直线，它与小灯泡的U-I图象只有一个交点，如上图红线所示，根据该交点可知，小灯泡的实际工作电流为0.39A，工作电压为1V，从而求出小灯泡的实际功率为0.39W。
3．（湖北省襄阳五中2012届高三年级上学期期中考试）有一个小灯泡上标有“4.8V2W”的字样，现在测定小灯泡在不同电压下的电功率，并作出小灯泡的电功率P与它两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选用：
A．电压表V1（0～3V，内阻3kΩ）B．电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）
C．电流表A（0～0.6A，内阻约1Ω）D．定值电阻R1=3kΩE．定值电阻R2=15kΩ
F．滑动变阻器R（10Ω，2A）G．学生电源（直流6V，内阻不计）
H．开关、导线若干
（1）为了使测量结果更加准确，实验中所用电压表应选用，定值电阻应选用（均用序号字母填写）；
（2）为尽量减小实验误差，并要求从零开始多取几组数据，请在方框内画出满足要求的电路图；
（3）根据实验做出P-U2图像，下面的四个图象中可能正确的是．
3.
（1）A；D
（2）如图所示（3）C
解析：
（1）为了使测量结果更加准确，电压表的量程选取要合适，一般情况下，指针应偏转到满刻度的
以上（电流表也是如此），本实验要求电压表测量0～4.8V范围内的电压值，而电压表V2（0～15V，内阻15kΩ）只有测量5V以上电压时才比较准确，所以不能选用，只能选用电压表V1，因为电压表V1的量程是0～3V，测不到4.8V，所以我们需要根据电压表的改装原理，将一个定值电阻与其串联以达到扩大量程的目的，若选取定值电阻R1=3kΩ，利用电压表V1可以测量0～6V范围内的电压值，若选取定值电阻R2=15kΩ，可以测量0～18V范围内的电压值，显然，选取定值电阻R1比较合适。
根据以上分析可知，本题答案为“A；D”。
（2）因为需要从零开始选取数据，所以滑动变阻器采用分压接法；小灯泡正常发光时的电阻为R=U2/P=11.52Ω，R远小于电压表内阻，因此选用电流表外接电路；定值电阻R1与电压表V1串联之后，再与小灯泡并联连接。
实验电路图如答案图所示。
（3）因为R=U2/P，所以小灯泡P-U2图像上各点处切线的斜率k=1/R；当U2增大时，灯泡温度升高，灯泡电阻R增大，斜率k减小，据此可知，选项C正确。
4．（山西省临汾一中2012届高三月考理综卷）一实验小组准备探究某种元件Q的伏安特性曲线，他们设计了如图所示的电路图。
请回答下列问题：
序号
电压/V
电流/A
1
0.00
0.00
2
0.40
0.02
3
0.80
0.05
4
1.20
0.12
5
1.60
0.20
6
2.00
0.31
7
2.40
0.44
（1）请将图中的实物连线按电路图补充完整。
（2）考虑电表内阻的影响，该元件电阻的测量值（选填“大于”、“等于”或“小于”）真实值。
（3）实验测得表格中的7组数据。
请在坐标纸上作出该元件的I-U图线。
（4）为了求元件Q在I-U图线上某点的电阻，甲同学利用该点的坐标I、U，由
求得。
乙同学作出该点的切线，求出切线的斜率k，由
求得。
其中（选填“甲”、“乙”）同学的方法正确。
2.4
4.
（1）如下图左图所示
（2）小于（3）如下图右图所示（4）甲
解析：
（1）因为电流值和电压值要从零调起，所以滑动变阻器采用分压接法，即先将下面两个固定的接线柱接在电源两极上，再将用电器的一端接在上面任意一个接线柱上，另一段接到下面任意一个接线柱上；根据下面测量数据可知，该元件电阻较小，所以电流表要外接；注意电表连接时要“+”入“-”出；实物连线图如答案所示。
（2）电流表外接时，通过元件的电流值的测量值大于真实值，根据R=U/I可知，该元件电阻的测量值小于真实值。
（3）先描点，后作图，注意画成平滑的曲线，如答案图所示。
（4）从理论上，甲同学利用了欧姆定律，乙同学利用了关系图象斜率的物理意义，都没什么问题；但从实际情况来说，甲同学的作法更准确，因为根据测量数据描绘的I-U图线是大致曲线，存在很大误差，如果再作出某点的切线，并求其斜率，误差更大，计算结果更不准确。
5．（陕西省陕师大附中2012届高三期中考试）2010年诺贝尔物理学奖授予英国曼彻斯特大学科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫，以表彰他们对石墨烯的研究。
他们最初是用透明胶带从石墨晶体上“粘”出一片石墨烯的。
我们平常所用的2B铅笔芯中就含有石墨，能够导电。
某同学设计了探究2B铅笔芯伏安特性曲线的实验，得到如下数据（I和U分别表示通过2B铅笔芯的电流和其两端的电压）：
U/V
0.00
0.40
0.80
1.20
1.60
2.00
I/A
0.00
0.10
0.18
0.28
0.38
0.48
实验室提供如下器材：
A．电流表A1（量程0.6A，内阻约为1.0Ω）B．电流表A2（量程3A，内阻约为0.1Ω）
C．电压表V1（量程3V，内阻3kΩ）D．电压表V2（量程15V，内阻15kΩ）
E．滑动变阻器R1（阻值0～10Ω，额定电流2A）F．滑动变阻器R2（阻值0～2kΩ，额定电流0.5A）
（1）除长约14cm的中华绘图2B铅笔芯、稳压直流电源E（6V）、开关和带夹子的导线若干外，还需选用的其它器材有（填选项前字母）；
（2）在虚线方框中画出实验电路图；
（3根据表格中数据在坐标纸上画出铅笔芯的I—U图线。
5．
（1）ACE
（2）如图所示（3）如图所示
解析：
（1）根据测量数据可知，电流表选择A，电压表选择C；因为电表需要从零调起，滑动变阻器选择分压接法，并且电阻值不宜太大，所以滑动变阻器选择E。
（2）根据测量数据，待测铅笔芯的电阻大约为4Ω，远小于电压表电阻，所以电流表要外接；滑动变阻器采用分压接法；实验电路图如答案图所示。
（3）先描点，后作图，作出来的是一条经过原点的直线，注意尽量使各点均匀分布在直线两侧，如答案图所示。
实验三测定导体电阻及金属的电阻率
6.（安徽省黄山市2012届高三“七校联考”试题）某同学要测定自来水的电阻率，他先在一根均匀的长玻璃管两端各装了一个电极，电极间装满密封的待测自来水。
其他器材包括（如图所示）：
电压表（量程15V，内阻约30kΩ）；电流表（量程300μA，内阻约50Ω）；滑动变阻器（100Ω，1A）；电池组（电动势E=12V，内阻r=6Ω）；单刀单掷开关一个、导线若干。
他设计电路并测出两电极间的电压U和电流I，下表为U和I的实验数据。
U/V
1.0
3.0
5.0
7.0
9.0
11.0
I/μA
22
65
109
155
190
240
（1）试根据表中的数据计算水柱的电阻R=kΩ（保留两位有效数字）。
（2）请在图示的实物图上画出连线，完成该同学的电路设计。
（3）如果测出水柱的长度L、玻璃管的内径d和水柱的电阻R，则自来水电阻率的表达式为ρ=（用符号表示）。
6.
（1）46
（2）如下图所示（其他连接只要正确给分）（3）
解析：
（1）多次测量求平均值以减小误差。
根据测量数据可得，六次测量得到的电阻值分别为45.5kΩ、46.2kΩ、45.9kΩ、45.2kΩ、47.4kΩ、45.8kΩ，其平均值为46kΩ，即水柱的电阻R=46kΩ。
（2）因为电压的测量范围（1～11V）较大，滑动变阻器必须采用分压接法；因为待测电阻大约为46kΩ，大于电压表的内阻30kΩ，所以电流表要内接；注意电表的正确接法，即要“+”入“-”出。
实物连线图如答案所示。
（3）因为
，所以
。
7．（陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考）某兴趣小组为了测量一待测电阻
的阻值，准备先用多用电表粗测出它的阻值，然后再用伏安法精确地测量．实验中准备了以下器材：
A．多用电表
B．电压表V1，量程6V，内阻约l0kΩC．电压表V2，量程15V，内阻约20kΩ
D．电流表A1，量程0.6A，内阻约0.2ΩE．电流表A2，量程3A，内阻约0.02Ω
F．电源：
电动势E=12V
G．滑动变阻器R1，最大阻值10Ω，最大电流为2A
H．滑动变阻器R2，最大阻值50Ω，最大电流为0.2A
I．导线、电键若干
（1）在用多用电表粗测电阻时，该兴趣小组首先选用“×10”欧姆挡，其阻值如图甲中指针所示，为了减小多用电表的读数误差，多用电表的选择开关应换用欧姆挡；
（2）按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时，其阻值如图乙中指针所示，则Rx的阻值大约是Ω；
（3）在用伏安法测量该电阻的阻值时，要求尽可能多的测量数据，应选出的器材有（填器材前面的字母代号）
（4）在虚线框内画出实验电路图.
解析：
（1）欧姆挡测量时，指针偏转角度大说明待测的电阻小，应换用较小倍数挡位来测量，即多用电表的选择开关应换用“×1”欧姆挡。
（2）指针指在9.0位置，所以Rx的阻值大约为9.0×1Ω=9.0Ω。
（3）首先，选取唯一性器材：
F和I；实验要求尽可能多的测量数据，所以滑动变阻器采用分压接法，若选择滑动变阻器R1，干路电流I=12V/10Ω=1.2A＜2A，若选择滑动变阻器R2，干路电流I=12V/50Ω=0.24A＞0.2A，所以滑动变阻器应选择R1，即选择字母G；电流表A2的最大测量值为3A，只有用来测量1.2A以上的电流时才比较准确，而流过Rx的最大电流值为12V/9.0Ω=1.33A，显然，使用电流表A2的可测范围太小，不合适，只能选择电流表A1，即选择字母D；因为电流表A1的最大测量值为0.6A，Rx两端的电压值不能超过0.6A×9.0Ω=5.4V，所以电压表选择字母B。
本题答案为：
BDGFI。
（4）Rx的阻值大约为9.0Ω，远小于电压表的内阻，所以电流表要外接；滑动变阻器采用分压接法；注意电表的接法，即要“+”入“-”出。
实物电路图如答案所示。
8．（江西省南昌二中2012届高三第三次月考理综卷）要测量一只量程已知的电压表的内阻，所备器材如下：
A．待测电压表V（量程3V，内阻未知）B．电流表A（量程3A，内阻0.01Ω）
C．定值电阻R（阻值2kΩ，额定电流50mA）D．蓄电池E（电动势略小于3V，内阻不计）
E．多用电表F．开关S1、S2，导线若干
有一同学利用上述器材进行了如下实验操作:
（1）首先，用多用电表进行粗测，选用×100Ω倍率且操作方法正确。
若这时刻度盘上的指针位置如图所示，则测量结果是Ω．
（2）为了更精确地测出此电压表内阻，该同学设计了如图甲、乙所示的实验电路，你认为其中较合理的电路图是．
（3）用你选择的电路进行实验时，其实验步骤是：
．用上述所测物理量的符号表示电压表的内阻：
RV=．
8．
（1）3000
（2）乙；甲图中电流表的示数太小，误差太大，乙图中R的阻值与电压阻值接近，误差小（3）实验步骤：
闭合S1，再闭合S2，读得电压表为U1，断开S2，读得电压表示数为U2；
。
解析：
（1）多用电表欧姆挡的读数即测量结果为30×100Ω=3000Ω。
（2）乙；甲图中，电压表内阻较大，电流表的示数太小，误差太大，乙图中R的阻值与电压阻值接近，误差小。
（3）实验步骤：
闭合S1，再闭合S2，读得电压表为U1；断开S2，读得电压表示数为U2。
数据处理：
根据闭合电路欧姆定律有E=U1，E=U2+
，所以
。
9．（浙江省浙南、浙北部分学校2012届高三12月联考）某学习小组为探究导电溶液的电阻在体积相同时，电阻值与长度的关系。
选取一根乳胶管，里面灌满了盐水，两端用粗铜丝塞住管口，形成一段封闭的盐水柱。
进行了如下实验：
（1）该小组将盐水柱作为纯电阻，粗测其电阻约为几千欧。
现采用伏安法测盐水柱的电阻，有如下实验器材供选择：
A．直流电源：
电动势12V，内阻很小，额定电流1A；
B．电流表A1：
量程0～10mA，内阻约10Ω；C．电流表A2：
量程0～600mA，内阻约0.5Ω；
D．电压表V：
量程0～15V，内阻约15kΩ；
E．滑动变阻器R1：
最大阻值1kΩ；F．滑动变阻器R2：
最大阻值5kΩ；
G．开关，导线等。
在可供选择的器材中，应选用的电流表是___（填“A1”或“A2”），应该选用的滑动变阻器是___（填“R1”或“R2”）。
（2）根据所选的器材画出实验的电路图。
（3）握住乳胶管两端把它均匀拉长，多次实验测得盐水柱长度L，电阻R的数据如下表：
实验次数
1
2
3
4
5
6
长度L（cm）
20.0
25.0
30.0
35.0
40.0
45.0
电阻R（
）
1.3
2.1
3.0
4.1
5.3
6.7
为了研究电阻R与长度L的关系，该小组用纵坐标表示电阻R，作出了如图所示的图线，你认为横坐标表示的物理量是____________。
解析：
（1）先选取唯一性器材：
ADG；仅把待测电阻接入电路时电流最大，大约是几mA，所以选择电流表A1；实验要求的电压变化范围不太大，且待测阻值与滑动变阻器的全值电阻差不多，所以滑动变阻器采用限流接法；采用限流接法时，滑动变阻器选的最大阻值不宜太大，一般情况下，接近待测电阻时易操作，即应该选用的滑动变阻器是R2。
（2）因为待测阻值较大，所以电流表采用内接法（口诀“大内小外”）；滑动变阻器采用限流接法；实验电路图如答案图所示。
（3）作出的图象是经过原点的直线，可猜想R可能与
、L、L2、L3…成正比，根据表中数据，
，
，
，
，
，它们近似相等，即
，所以横坐标表示的物理量是L2。
实验四测定电池的电动势和内电阻
10．（湖北省部分重点中学2012届高三联考试题）将两个金属电极插入任何一个水果中就可以做成一个水果电池，但日常生活中我们很少用“水果电池”，这是为什么呢?
某学习小组的同学准备就此问题进行探究。
（1）通过查阅资料知道将锌、铜两电极插入水果中，电动势大约会有1伏多一点。
他们找来了一个苹果做实验，用量程为0～3V、内阻约5kΩ的伏特表测其两极时读数为0.75V。
但当他们将四个这样的苹果电池串起来给标称值为“3V，0.5A”的小灯泡供电时，灯泡并不发光。
检查灯泡、线路均没有故障，出现这种现象的原因应当是：
。
（2）接着他们用内阻约50Ω的灵敏电流表直接接一个“苹果电池”的两极，测得电流为0.40mA，根据前面用伏特表测得的0.75V电压，由全电路欧姆定律得“苹果电池”内阻：
．这个结果是否准确?
如认为不准确，请说明主要理由。
（3）请用以下器材尽可能准确测定“苹果电池”的电动势和内阻：
由以上两个“苹果电池”串联的电池组，电压表V（量程3V，内阻约5kΩ），电流表A（量程为0～0.6mA，内阻约为50Ω），滑动变阻器R（最大阻值约4kΩ）），导线和开关。
①在方框中画出电路图。
②按电路图连接实物图。
③下图是实验中得到的U～I图像，由图像可知每个“苹果电池”的电动势为V，内电阻为kΩ。
（结果保留两位有效数字）
10．
（1）“苹果电池”的内阻太大
（2）不准确；原因是电压表内阻不是远大于电源内阻，E值偏小（3）实物图和电路图如下图所示；1.2±0.1；3.0±0.1
解析：
（1）将小灯泡接在苹果电池两端，小灯泡两端电压等于路端电压，根据U=E-Ir可知，如果电池内阻较大，路端电压就比较小，这也正是灯泡不亮的原因。
（2）不准确；因为根据资料显示，一个“苹果电池”的两极电压大约是1V多点，而电压表的测量值为E=0.75V，这说明电压表的内阻不是远大于电源内阻，E值偏小，因为E的测量值不准确，所以计算得到的电池内阻也不准确。
（3）实物图和电路图如答案图所示；根据实验数据描点作图，如题图红线所示，根据U-I图象可知，电池组的电动势大约为2.4V，内阻大约为6.0kΩ，每个“苹果电池”的电动势为1.2V，内电阻为3.0kΩ。
11．（浙江省海盐元济高中2012届摸底考试）用如图所示的电路（R1、R2为标准定值电阻，阻值已知）测量电源的电动势E和内电阻r时，则：
（1）需要读取的数据是。
（2）电动势表达式E=，内电阻表达式r=．
（3）如果考虑电流表的内阻，则电动势的测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）；电源内电阻的测量值真实值（填“大于”、“小于”或“等于”）．
11.
（1）S2接R1时电流表A的读数I1，S2接R2时电流表A的读数I2
（2）
，
（3）等于；大于
解析：
本实验的实验原理是闭合电路欧姆定律，即E=I（r+R），利用电流表和两个定值电阻测出，S2接R1时电流表A的读数I1，S2接R2时电流表A的读数I2，得到两组R1、I1和R2、I2，分别代入上式，可得E=I1（r+R1）和E=I2（r+R2），联立可解得
，
。
如果考虑电流表的内阻，设为RA，那么E=I1（r+R1+RA）和E=I2（r+R2+RA），联立可解得
，
，可见，电动势的测量值等于真实值，电源内电阻的测量值大于真实值。
12．（云南省昆明市2012届高三摸底理综卷）用如图甲所示电路测一节干电池的电动势E和内电阻r，所给的器材有：
A．电流表（量程0.6A、3A）B．电压表（量程3V、15V）
C．滑动变阻器R1（阻值范围0~10Ω、额定电流2A）
D．滑动变阻器R2（阻值范围0~100Ω、额定电流1A）E．开关S和导线若干
（1）要正确完成实验，电流表的量程应选择A；电压表的量程应选择V；滑动变阻器应选择。
（2）如图乙所示U-I图上是根据实验测得的7组数据标出的点。
请画出图线，并由图线求出E=V，r=Ω。
12.
（1）0.6A，3V，R1
（2）图线如图所示；1.5V（1.47～1.53）；0.50Ω（0.45～0.56）
解析：
（1）测量干电池的电动势和内阻时，电流表用0.6A量程，电压表用3V量程；滑动变阻器起限流作用，不宜太大，太大会使电流变化不明显，故选用R1。
（2）U-I图线纵轴刻度可以不从零开始（如本题），画U-I图线时，应使各点尽可能多地分布在一条直线上，其他各点在直线两侧的点数差不多相等，个别偏离太多的点应舍弃，以求准确，如答案图所示；由图线与纵轴的交点可得电动势E=1.5V（1.47～1.53）；
根据图线的斜率可得内阻r=
（0.45～0.56）.
13．（黑龙江省大庆实验中学2012届高三期中考试）用电流表和电压表测定一节干电池的电动势和内电阻的实验中，所用电流表和电压表的内电阻分别为0.1Ω和1kΩ，下图左图为所需的器材。
（1）请你把它们连成实验电路，注意两个电表要选用适当量程，并要求变阻器的滑动片在左端时其电阻值最大。
（2）一位同学记录的6组数据见下表，试根据这些数据在上图右图中画出U-I图线，根据图线求出电池的电动势E=________V，内阻r=________Ω。
I/A
0.12
0.20
0.31
0.32
0.50
0.57
U/V
1.37
1.32
1.24
1.18
1.19
1.05
（3）在以上实验中，由于电流表和电压表内阻的影响，下列说法正确的是（）
A．用图a所示电路时，E测＜E真B．用图a所示电路时，r测＜r真
C．用图b所示电路时，E测＜E真D．用图b所示电路时，r测＜r真
13.
（1）实验实物图如下图左图所示
（2）U-I图线如下图右图所示；1.46V；内阻0.72
；（3）AB
解析：
（1）测量干电池的电动势和内阻时，电流表用0.6A量程，电压表用3V量程，电压表直接测量电源的路端电压，滑动变阻器采用限流接法；注意题中“特别要求”和电表“+”入“-”出，连接实验实物图答案图所示。
（2）U-I图线纵轴刻度可以不从零开始，如本题中纵轴刻度可以从1.0V开始，先描点，再画图；画U-I图线时，应使各点尽可能多地分布在一条直线上，其他各点在直线两侧的点数差不多相等，个别偏离太多的点应舍弃，以求准确，如答案
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