成都市树德实验中学西区物理电功率同步单元检测Word版 含答案.docx
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成都市树德实验中学西区物理电功率同步单元检测Word版含答案
成都市树德实验中学（西区）物理电功率同步单元检测（Word版含答案）
一、初三物理电功率易错压轴题（难）
1．电路中的电流I=
=
，小灯光的额定功率P=ULI=2.5V×
．在“测定小灯泡电功率”的实验中，小灯泡额定电压为2.5V。
（1）图甲中有一根导线连接错误，请在错误的导线上画“×”，并在图中改正（导线不许交叉）。
（_______）
（2）正确连接电路后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，发现小灯泡始终不亮。
两电表无示数。
为判断故障、将电压表与滑动变阻器并联，电压表有示数，则电路发生故障的原因是_____。
（3）排除故障后闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P到某一点，电压表示数如图乙所示为_____V。
（4）根据实验记录绘制Ⅰ﹣U图象如图丙所示，根据图象信息，计算小灯泡的额定功率是_____W。
（5）完成上述实验后，小敏设计了如图丁所示的电路，测出了额定电流为I额的小灯泡的额定功率。
实验方案如下：
（电源电压不变，滑动变阻器R1的最大阻值为R1）
①按电路图连接电路。
②闭合开关_____，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
③闭合开关_____，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。
④保持_____滑片位置不动，将另一个滑动变阻器滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
⑤小灯泡额定功率的表达式为P额＝_____。
（用I额、I1、I2、R1表示）
【答案】
滑动变阻器断路2.20.5S1S2R2I额2•
【解析】
【分析】
（1）本实验中，电压表应并联在灯泡的两端，由此分析图甲的错误修改；
（2）通过小灯泡不亮，两电表无示数，判断出电路中出现断路，然后根据具体情况判断断路处；
（3）由图乙明确电压表量程和分度值，再读数；
（4）由图象读出额定电压下通过灯泡的电流，根据P＝UI计算额定电功率；
（5）已知灯泡的额定电流，可通过R2等效替代正常发光灯泡，再根据电路特点，利用电源不变计算出R2的阻值，由P＝I2R计算额定功率。
【详解】
（1）由图甲知，电压表串联在了电路中，应将其与灯泡并联，将滑动变阻器与灯泡串联，电路图如图所示：
（2）小灯泡不亮，两电表无示数，电路可能有断路发生，将电压表并联在滑动变阻器两端，发现电压表有示数，此时电压表两接线柱到电源两极间是通路，则说明与电压表并联的滑动变阻器断路；
（3）由图乙知，电压表使用0﹣3V量程，分度值为0.1V，所以电压表示数为2.2V；
（4）当U=2.5V时灯泡正常发光，由图象知此时灯泡中的电流I=0.2A，所以灯泡的额定功率：
P=UI=2.5V×0.2A=0.5W；
（5）①按电路图连接电路。
②闭合开关S1，移动R1滑片，使电流表的示数为I额灯泡正常发光。
此时灯泡与R1串联；
③闭合开关S2，保持R1滑片位置不动，移动R2滑片，使电流表的示数为I额。
此时R1与R2串联，因为电路中电流仍为I额，所以R2=RL；
④保持R2滑片位置不动，将另一个滑动变阻器（R1）滑片移到最左端，电流表的示数为I1，再将此滑动变阻器（R1）的滑片移到最右端，电流表的示数为I2。
由串联电路特点和欧姆定律可得：
U=I1R2=I2（R1+R2），
解得：
，
2．P额=U额I1=
利用如图所示的电路探究电流跟电压的关系，电源电压为6V不变．
（1）按图甲，在图乙中把接错的一根导线打上“×”，再画线把它改到正确的位置上．
（_____）
（2）正确连接电路后，再闭合开关，移动滑片，发现电压表和电流表的示数均为0；继续移动滑片，当两电表指针刚好偏转且稳定时，其示数见序号3，继续实验，数据见序号4和序号5．
数据序号
1
2
3
4
5
电压/V
0
0
1
2
3
电流/A
0
0
0.1
0.2
0.3
①根据第5组数据，在图丙中用“↑”标出电流表指针所在的位置．
（_____）
②由序号1、2两组数据可判断，该电流故障为________（选填“R1接触不良”、“R2断路”或“R2短路”）．
③序号3、4、5三组数据表明：
在导体的________一定时，导体中的电流跟导体两端的电压成正比．
④根据表中数据计算，滑动变阻器接入电路的最大阻值为________Ω，滑动变阻器消耗的功率变化了________W．
【答案】
R1接触不良电阻500.4
【解析】
【分析】
（1）测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压，即与定值电阻并联，电流表测定值电阻电流与其串联。
（2）①图丙中电流表接的是0.6A量程，分度值为0.02A，第5组数据中电流为0.3A，电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置；
②由序号1、2两组数据中电流表示数为0，电压表也为0，可判断电路为断路；
③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的，所以导体电阻没有变化，通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
④依据串联分压原理，定值电阻R2电压最小时，滑阻分的电压最大，此时滑阻R1阻值最大，也就是说第三组数据时滑阻R1阻值最大。
从电源电压6V里减去定值电阻R2的电压，得到滑阻R1电压，由于R2与R1串联，电流相等为0.1A，根据欧姆定律可计算滑阻阻值，利用公式P=I2R可计算滑阻电流在0.1A和0.3A时的功率，然后大功率减去小功率就是功率变化值。
【详解】
（1）测电阻的实验中电压表应测定值电阻两端电压，即与定值电阻并联，电流表测定值电阻电流与其串联，由图可知，电压表与定值电阻串联，电流表与定值电阻并联了，只改一根导线，应将定值电阻右侧连接电流表的导线接到电压表的左侧接线柱上即可；
（2）①图丙中电流表接的是0.6A量程，分度值为0.02A，第5组数据中电流为0.3A，电流表指针应指在0.2A与0.4A正中间的位置；
②由序号1、2两组数据中电流表示数为0，可判断电路为断路，电压表也为0，说明不是和电压表并联的电阻断路，和电压表并联的电阻断路时电压表示数应该接近电源电压，所以是“R1接触不良”；
③序号3、4、5三次实验都是在一个定值电阻下进行的，所以导体电阻没有变化，通过三组数据表明导体中的电流跟导体两端的电压成正比；
④根据串联电路分压特点得：
U1=U-U2=6V-1V=5V
R1最大为：
；
此时最小功率：
P1=I2R1=（0.1A）2×50Ω=0.5W
当第5次时，滑阻电压为：
U′=6V-3V=3V
此时电流为：
I=0.3A
最大功率为：
P1′=U′×I=3V×0.3A=0.9W
滑动变阻器消耗的功率变化了：
P1′-P1=0.9W-.5W=0.4W。
3．
小青在测量小灯泡的额定功率实验中。
选用的小灯泡标有2.5V字样。
（1）如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路，请用笔画线代替导线将电路连接完整（______）；
（2）连接好电路后闭合开关，小青发现小灯泡没有发光，但电压表有示数，接下来应进行的操作是______（选填标号）；
A．更换小灯泡B．检查开关是否闭合
C．移动滑动变阻器滑片D．检查电压表是否断路
（3）实验时，电压表的示数如图乙所示。
则应将滑片向______（选填A或B）端移到某一位置，才能使小灯泡正常工作。
若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为______W；
（4）完成上述实验后，小青又设计了一种测额定功率的方案。
如图丙所示，R0是阻值已知的定值电阻。
请完成下列操作∶①连接好电路，闭合开关S。
将开关S1拨到触点______（选填A或B）。
移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1；②保持滑片的位置不动，再将开关S1拨到另一触点。
读出电压表的示数U2；③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式P=______。
【答案】
CA1.25WA
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]电压表测量灯泡的电压，应与小灯泡并联，小灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表应接“-”，“+”接线柱。
连接电路如图所示：
（2）[2]小灯泡没有发光，但电压表有示数，说明电压表到电源电路是通路，灯泡不发光可能是灯泡两端实际电压远低于额定电压，所以接下来的操作是移动滑动变阻器滑片，在进一步判断。
故选C。
（3）[3]由图乙可知，此时灯泡的电压为1.9V，使小灯泡正常工作，应将滑动变阻器向A端调节。
[4]若正常工作时电流表示数为0.5A，则小灯泡的额定功率为
（4）[5]由步骤①中“移动滑片，使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1”，可知改实验步骤实验目的使小灯泡在额定电压下工作，所以开关S1拨到触点A，移动滑片，使电压表示数为小灯泡的额定电压。
[6]用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率，则表达式为
4．（5）灯泡电阻随灯泡电压的升高而增大；原因是：
随灯泡电压的升高，灯泡实际功率增大，灯泡温度升高，电阻变大，说明灯丝的电阻随温度的升高而增大．某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，电源电压恒为6V，滑动变阻器R的规格为“20Ω1A”，图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路．
（1）请你用笔线代替导线，在图甲中把电路连接完整___________
（2）正确连接完电路，闭合开关后，发现无论怎样移动滑片，小灯泡不亮，电流表无示数，电压表示数明显，仔细检查，连接无误，那么出现该状况的原因应该是_______（选填“A”、“B”、“C”或“D”）
A．电流表内部断路了B．灯泡的灯丝断了
C．灯座内部出现了短路D．滑动变阻器的电阻线断了
（3）排出故障后，通过正确操作，当灯泡正常发光时，电流表示数如图乙所示，其值为_____A，小灯泡的额定功率为________W．
（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，应将滑动变阻器的滑片向_______（选填“左”或“右”）端滑动．
（5）测量小灯泡的电功率________（选填“需要”或“不需要”）多次测量求平均值，原因是______________．
（6）图丙是该实验小组的同学测量小灯泡电功率的电路图，测量后他们对测量结果进行了误差分析，考虑电表本身对电路的影响，该电路主要是由于所测___（选填“电压”或“电流”）值偏大引起小灯跑电功率偏大的．
【答案】
B0.20.76右不需要灯在不同电压下的功率不同电流
【解析】
（1）因为灯的额定电压是3.8V，所以电压表选用大量程且与灯并联，将变阻器的最大电阻连入电路中与灯和电流表串联，因为小灯泡L的额定电压为3.8V，额定功率小于1W，由P=UI知道，灯泡的额定功率约是P=1W/3.8V=0.26A，所以电流表选用小量程，电路连接如下图：
（2）因为是电流表与灯和变阻器是串联，若电流表内部断路了，则整个电路断路，两表都没有示数，故A不符合题意；B．若灯泡的灯丝断了，则灯不会亮，电流表也没有示数，此时电压表串联在电路中，电压表测电源电压，所以会有示数，故B符合题意；若灯座内部出现了短路，则电压表没有示数，电流表有示数，故C不符合题意；若滑动变阻器的电阻线断了，则整个电路断路，两表都没有示数，故D不符合题意，综上所述应选B；
（3）由图乙知道，当灯泡正常发光时，由于电流表选用小量程，分度值为0.02A，电流值是0.2A，所以小灯泡的额定功率是：
P=UI=3.8V×0.2A=0.76W．
（4）测出小灯泡的额定功率后，再测大于小灯泡额定功率的实际功率，就要增大灯电压，而减小变阻器的电压，由分压原理知道，应将滑动变阻器的滑片向右端滑动；
（5）因为灯在不同电压下的功率不同，所以不需要多次测量求平均值；
（6）由并联电路电流的规律知道，电流表示数等于通过灯的电流与通过电压表电流之和，所以该电路所测电流值偏大而引起小灯跑电功率偏大的．
5．保持滑片的位置不变，断开开关S1，闭合开关S2，此时电路的连接关系没有变化，各电阻的大小和电压保持不变，灯仍正常发光，根据串联电路电压的规律，此时灯的电压为UL＝U﹣I额R0，则小灯泡的额定功率：
P额定＝ULI额＝（U﹣I额R0）I额．小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中，所用电源电压恒为3V，小灯泡上标有“2.5V”字样．
（1）请用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到最端（选填“左”或“右”）．闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．若电路中仅有一处故障，这个故障可能是：
．
（3）排除故障后继续实验，小华进行了4次测量，并将有关数据及现象记录在表格中．在第1次实验中小灯泡不亮的原因是：
．
物理量
次数
电压
U/V
电流
I/A
实际电功率
P/W
小灯泡
亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
（4）分析表中信息，可知小灯泡的额定功率为W．实验得出的结论是：
小灯泡的实际电功率____，灯泡越亮．
【答案】
（1）如图所示
（2）左灯泡短路（3）变阻器连入电路的阻值太大，小灯泡的实际电功率太小（4）0.75越大
【解析】
试题分析：
（1）根据题意需要测量灯泡两端的电压和通过的电流，因为小灯泡的额定电压是2.5V，故电压表的量程为0～3V，且与灯泡并联，滑动变阻器按一上一下的原则与电流表串联，闭合开关前，必须将滑片移到阻值最大处即可，如下图所示
（2）闭合开关前，应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处，即最左端．闭合开关后，发现灯泡不亮，电压表无示数，电流表有示数．且电路中仅有一处故障，所以故障应是灯泡短路．（3）根据题意知道在第1次实验中小灯泡不亮的原因是变阻器连入电路的阻值太大，小灯泡的实际电功率太小；（4）根据第1次实验中的数据知道小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W，由实验得出的结论是：
小灯泡的实际电功率大，灯泡越亮．
【考点定位】探究影响小灯泡亮度的因素
6．所以，小灯泡在不同电压下的功率不同．小梅测量额定电压为2.5V的小灯泡在不同电压下工作时的电阻，所用电源电压恒为4.5V，她设计的电路如图甲所示．
（1）小梅记录了小灯泡在不同电压下工作时的电流，当小灯泡两端电压为_____V时，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，读出电流为_____A，此时小灯泡电阻为_____Ω（结果保留一位小数）．
（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小．于是她向老师请教，老师告诉她在原来的电路图上增加一条导线即可，如图丙中a所示．请你用笔在图丁中将增加的导线a补画上去．
（________）
（3）小梅发现用图丙的电路可以使小灯泡两端电压的变化范围为_____V到4.5V，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于_____端（选填“左”或“右”）．
（4）小梅用丙的电路测出了不同电压下小灯泡的工作电流，并作出小灯泡的U﹣I图线如图戊所示，由图可知小灯泡的电阻是_____（选填“变化”或“不变化”）．小刚注意到电压在0.5V﹣2.5V变化时，U﹣I图线几乎是一条直线，他认为在这个电压范围内小灯泡的电阻是不变的．你赞同谁的观点？
（请回答并说明理由）_____．
【答案】2.50.38.3
0右变化的同意小灯泡的电阻是变化的观点，因为通过小灯泡的电流随电压的增大而增大，根据P＝UI，灯的功率变大，灯的温度升高，因灯的电阻随温度的升高而变大，故灯的电阻随电压的增大而变大
【解析】
【分析】
小灯泡正常发光时，利用欧姆定律
可以计算小灯泡的电阻；滑动变阻器的分压式接法，可以使电流表和电压表的读数从0开始，但要注意接法的正确性，接线柱两下一上；小灯泡的电阻是变化的，电阻随温度的升高而变大．
【详解】
（1）小灯泡的额定电压为2.5V，所以当小灯泡两端电压为2.5V时，小灯泡正常发光，由图可知，此时电流表示数为0.3A，此时小灯泡的电阻为
；
（2）实验中小梅发现，不管怎么样移动滑动变阻器的滑片，都无法使小灯泡两端电压足够小，图中滑动变阻器采用的是限流式接法，可以改成分压式接法，使电流表和电压表的读数从0开始，如图所示：
（3）图丙的电路采用的是滑动变阻器的分压式接法，可以使小灯泡两端电压的变化范围为0V到4.5V，为保证电路安全，闭合开关前要将滑动变阻器的滑片置于右端，使电流表和电压表的读数从0开始，保护电流表和电压表的安全使用．
7．本题是测灯泡电功率的实验，考查了电路连接、故障分析、电表的读数和电功率的计算等，伏安法测电阻、功率、探究电流与电压和电阻关系几个实验有相似之处，我们要学会总结。
小明要测定标有“3.8V”小灯泡正常发光时的电阻，选择一些器材连接了如图甲所示电路．
（1）同组的小芳发现小明所选的器材不能完成此实验，其原因是_____．并且电路连接也有错误，如果此时闭合开关，小灯泡_____（选填“发光”或“不发光”），电压表_____（选填“有示数”或“无示数”）．请你在接错的那根导线上打“×”，并另画一根导线，使电路连接正确．
（_____）
（2）小明重新选择合理器材，将电路改接正确后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使小灯泡正确发光，此时电流表示数如图乙所示，则小灯泡正常发光时的电阻是_____Ω．
（3）小明还测量了小灯泡在不同电压下的电流，并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而_____．在这个图象中，横轴应该表示的是_____（选填“电压”或“电流”）
（4）上述实验结束后，小明又设计了如图丁所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5的小灯泡的额定功率．已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V．
②_____（填三个开关闭合与断开情况），移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为_____V，这时小灯泡正常发光．
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V．
④小灯泡的额定功率P额＝_____W．
【答案】电源电压低于灯泡的额定电压不发光有示数10
增大电流闭合S、S12断开S20.5
【解析】
【分析】
（1）测灯的额定功率，灯的电压要高于灯的额定电压；分析电路的连接确定两表的示数；根据电路连接错误之改正；
（2）根据电流表小量程读数，由欧姆定律求电阻大小；
（3）灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律，电压的增加量应大于电流的增加量；
（4）先测出电源电压U；只用电压表来测量额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率，首先应使灯正常发光，通过开关的转换，使灯与变阻器滑片以下电阻丝串联，根据串联电路电压的规律，当电压表示数为U=2.5V时，灯正常发光，在③中，根据分压原理可求出滑片以下电阻丝的电阻大小，根据欧姆定律可求出灯正常发光时的电流即，
根据
可求小灯泡的额定功率P额．
【详解】
（1）电源电压为3V，小于灯的额定电压，故选的器材不能完成此实验；原电路中，电压表串联在电路中，电路中几乎没有电流，电流表将变阻器串联了，此时闭合开关小灯泡不发光，电压表与电源连通，电压表有示数；电流表应串联在电路中，电压表与灯并联，如下左图所示：
（2）此时电流表示数如图乙所示，图中电流表选用小量程，分度值为0.02A，则小灯泡正常发光时的电阻是：
；
（3）并根据所测得数据绘制了小灯泡的I﹣U图象，如图丙所示，根据图象可知电流与电压并不成正比，原因是灯丝的电阻随温度升高而增大．根据欧姆定律的变形公式：
，因灯丝的电阻随温度升高而增大，故电压的增加量应大于电流的增加量，如上左图所示，在这个图象中，横轴应该表示的是电流；
（4）根据上面的分析，具体步骤：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为4.5V；
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为2V，这时小灯泡正常发光；
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为3V．
在①中，电源电压为U＝4.5V，在②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为2V，根据串联电路电压的规律，灯的电压：
，灯正常发光；
在③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，滑片以上电阻丝的电压为：
，根据分压原理，
，因变阻器的总电阻为15Ω，故
，由欧姆定律和串联电路电流的规律，通过变阻器的电流即灯的额定电流：
，
④小灯泡的额定功率
．
故答案为
（1）.电源电压低于灯泡的额定电压
（2）.不发光（3）.有示数（4）.10
（5）.增大（6）.电流（7）.闭合S、S1（8）.2（9）.断开S2（10）.0.5
8．．在初中物理电学实验中，通常用电流表和电压表进行有关测量：
（1）小明同学在测定小灯泡的电功率时，选用的器材有：
额定电压为2.5V的小灯泡（其阻值约为10Ω）、“10Ω1A”的滑动变阻器、两节新干电池等．
①连接电路时开关应_____；
②请用笔画线代替导线，帮小明同学将图甲中的实物电路连接完整，使闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大；
（________________）
③小明同学连接电路后，闭合开关，滑片P移到某一位置时，电压表示数如图乙所示，为测量灯泡的额定功率，应将滑片P向_____端（选填“A”或“B”）移动，直至电压表的示数为2.5V，此时电流表示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率是_____W；
（2）小华同学设计了如图所示的电路来测量一个阻值约为几百欧的电阻Rx，他使用的电源电压为3V，电流表量程为（0～0.6A、0～3A），电压表量程为（0～3V、0～15V）．
①小华同学按照该电路图连接电路后，闭合开关，观察到电流表指针不偏转，示数为零，电压表示数为2V．则他连接的电路出现该故障的原因是_____；
②在排除故障换用新元件后，经检查电路完好．闭合开关，逐渐减小滑动变阻器的接入电阻至最小时，电压表有示数，但电流表的指针偏转角度很小，电流太小的原因是_____，所以按小华所设计的电路来测量这个电阻是不合适的；
③为了测出电阻Rx的阻值，老师给小华同学又提供了两个开关和一个电阻箱R（0～9999Ω5A），电阻箱是一种可以调节电阻大小并且能够显示出阻值的变阻器，它的电路符号用
表示．请你帮助小华同学设计一个能测出电阻Rx阻值的实验电路，要求电路只连接一次．将你设计的实验电路图画在如图虚线方框中．
（__________________）
【答案】断开
B0.65电流表被短路电源电压太小（或电阻太大）
【解析】
【分析】
（1）①连接电路时，开关要断路；
②根据额定电压和其阻值，确定电压表选用的量程与灯并联，由欧姆定律求灯的额定电流确定电流表选用的量程与灯串联，根据闭合开关时滑动变阻器连入电路的电阻最大确定变阻器的连接；
③灯在额定电压下正常发光，根据图中电压表小量程读数，比较电压表示数与额定电压的大小，根据串联电路电压的规律及分压原理确滑片移动的方向；
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