九年级物理电与磁单元测试与练习word解析版.docx
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九年级物理电与磁单元测试与练习word解析版
九年级物理电与磁单元测试与练习（word解析版）
一、三物理电与磁易错压轴题（难）
1．学习“电磁感应”时，老师演示了发电机模型的实验（如图），摇动把手，使线圈快速转动，小灯泡就亮了。
小刚想到：
产生电流的条件可能与线圈在磁场中的运动有关。
他和同学们开始了探究：
（1）小刚将一根导体棒的两端用细导线悬挂起来，并与灵敏电流计、开关串联组成闭合电路，将导体棒放在蹄形磁体的磁场中（如图甲）。
小红提醒他，先把开关_______才能进行实验。
正确操作后，小刚完成了几次实验，将磁极位置、导体棒的运动方向和产生电流的情况记录如图乙，其中a表示垂直于纸面方向的导体棒；
（2）小刚据此得出“只要导体棒在磁场中运动，闭合电路中就会产生电流”的结论，小红认为还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和________方向的运动，才能使探究更充分；
（3）随着导体棒的运动，灵敏电流计的指针会发生左右偏转，于是他们对“产生电流的方向与哪些因素有关”作了如下的猜想：
猜想1：
产生电流的方向与磁场方向有关；
猜想2：
产生电流的方向与导体运动方向有关；
为验证猜想，同学们进行了相应的实验，将现象记录在如下的表格中
实验序号
磁极位置
导体棒运动情况
电流计指针偏转情况
1
上N下S
水平向右运动
向右偏转
2
上S下N
水平向右运动
向左偏转
3
水平向左运动
向右偏转
分析第1、2两次实验发现，产生电流的方向跟________有关；第3次实验中磁体上方为_____（选填“N”、“S”）极，和其他实验对照验证了猜想2；
（4）老师肯定了他们的探究，又介绍了科学家科拉顿的相关研究，1825年他用如图丙所示的实验装置，在两个房间中进行实验：
①实验中用______________的现象来判断电路中是否产生了电流；
②将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了________________；
③科拉顿将磁铁插进线圈里，然后迅速奔向另一个房间，没有观察到产生电流的现象；他再回到放着磁铁和线圈的房间里，把磁铁从线圈中抽了出来，又跑到磁针和导线所在的房间，还是没有观察到现象。
科拉顿失去了发现电磁感应现象的机会，被后人评价为“跑失良机”。
他没能观察到产生感应电流现象的根本原因是：
______________。
【答案】闭合向上、向下磁场方向S电流的磁效应避免磁铁的磁场对小磁针产生影响没在磁铁做切割磁感线运动时，及时观察实验现象
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]进行实验时，应先闭合开关，才能得到闭合电路。
（2）[2]在图乙中，导体棒在磁场中作水平向左和斜向上的运动，那么还应让导体棒做垂直于纸面向里、向外和向上、向下方向的运动，因为应让导体棒向各个方向移动，才能对照比较出哪个方向会产生感应电流。
（3）[3]从表格的1、2两次数据知，导体棒运动的方向相同，但所处的磁场的方向相反，而产生的电流的方向也相反，说明产生的电流的方向与磁场的方向有关。
[4]从表格知，第3次实验导体棒运动的方向与上面两次都不相同，要想探究产生电流的方向与导体运动方向有关，那么应保持所处的磁场的方向相同，而1、3两次产生电流的方向相同的，不能对照验证猜想2，所以应选择2、3两次实验，那么此次实验中磁体的上方是S极。
（4）①[5]实验中用电流的磁效应现象来判断电路中是否产生电流，因为通电导体周围存在着磁场，如果有电流产生，那么导线周围就有磁场，静止的小磁针就会转动。
②[6]将导线、小磁针与磁铁、线圈分别置于两个房间，是为了避免磁铁的磁场对小磁针产生影响。
③[7]科拉顿没能观察到电流的原因是：
感应电流产生的条件是，闭合电路的部分导体在作切割磁感线运动时，才会产生感应电流。
而磁铁在插入或抽出线圈时，才满足感应电流产生的条件，可是这时科拉顿尚未来得及跑到另一房间，所以错过了发现的机会。
2．在安装直流电动机模型的实验中，小明将组装好的电动机模型、滑动变阻器、电源、开关串联起来如图甲所示：
（1）小明闭合开关，发现线圈不转，他用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动。
线圈原来不转的原因是_______；
（2）若要电动机转速加快，小明应将滑动变阻器的滑片向_______移动；
（3）接下来，小明把永磁铁换成图乙所示的电磁铁，并将电磁铁线圈的两个接线柱M、N分别与电刷A、B相连，使电磁铁线圈与电动机模型线圈并联后，合用一个电源。
当对调接在电源正、负极上的导线时，电动机线圈转动的方向会不会改变？
答：
_______，理由是_______；
（4）完成以上实验后，小明取下图甲中的电源换上小灯泡，在模型的转轴上绕上细线，如图丙所示，然后快速拉动细线，使线圈转动起来，结果小灯泡发光，此时这模型就相当于_______机。
【答案】线圈刚好处在平衡位置左不会电流方向和磁场方向同时改变发电
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[1]线圈不转，用手轻轻转了一下线圈，电动机模型开始正常转动，说明线圈原先刚好处在平衡位置。
（2）[2]要使电动机转速变快，就要增大电流，所以滑动变阻器电阻应变小，即滑片要向左移动。
（3）[3][4]电磁铁和线圈共用一个电源，当对调电源正负极时，电磁铁的磁场方向改变，线圈中的电流方向也发生改变，所以电动机的转向不变。
（4）[5]拉动细线，线圈转动，切割磁感线，产生感应电流，所以是发电机的模型。
3．在探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”实验中，小明制成简易电磁铁甲、乙，并设计了如图所示的电路。
（1）实验中是通过观察_____________________来比较电磁铁磁性强弱。
这种研究方法称为___________。
（2）把甲、乙两个电磁铁串联，目的是____________相同，以探究电磁铁磁性强弱与____________的关系。
（3）由现象可得结论：
电流一定时，________________，电磁铁磁性越强。
（4）若要使电磁铁甲、乙吸引大头针数目变多，最简单易行的办法是_________
【答案】电磁铁吸引大头针的数量转换法控制电流线圈匝数线圈匝数越多将变阻器滑片P向左移动
【解析】
【详解】
（1）[1]磁性的强弱是无法直接观察的．题中就是利用电磁铁吸引大头针数目的不同来反映磁性强弱的不同的；
[2]这是转换的方法；
（2）[3]串联电流相等，所以串联的目的是控制电流相同；
[4]根据图示可知，电磁铁甲吸引的大头针数目多，说明甲的磁性强；两电磁铁串联，电流相同，甲乙线圈匝数不同，所以探究的是电磁铁磁性强弱与匝数的关系；
（3）[5]由现象可得结论：
电流一定时，线圈匝数越多，磁性越强；
（4）[6]磁场变强，吸引大头针的数量就多了，所以最简单的方法是向左移动滑动变阻器滑片，使电路中电流变强，磁场就变强了。
4．某学校课外科技兴趣小组在物理老师的指导下设计了一个实验装置如图所示，用来探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，它是由电源、滑动变阻器、开关、带铁芯的螺线管（线圈电阻忽略不计）和自制的针式刻度板组成，通过观察指针偏转角度的大小，来判断电磁铁磁性的强弱．用竹片削制的指针下方加装固定一物体E，导线a与接线柱2相连．
制定计划与设计实验
（1）为了使指针在受磁场力的作用在能绕O点转动，需在E处加装___________（选填“铜块”、“铝块”或“铁块”），加装物体后，为了确保指针能正确指示且具有一定的灵敏度，老师在O点转轴处涂抹润滑油，目的是___________，使指针转动更灵活．
（2）按图所示连接好电路，闭合开关．调节变阻器滑片P到某一位置，记下此时指针偏转的角度，保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连，可以探究电磁铁磁性强弱与___________的关系；保持接线方式不变，移动变阻器滑片P，可以探究电磁铁磁性强弱与___________的关系；
进行实验与收集证据
（3）保持滑片P位置不变，导线a改为与接线柱1相连时，闭合开关后，指针偏转的角度将会___________；当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，指针偏转的角度将会___________（选填“增大”、“不变”或“减小”）；
评估交流
（4）细心观察的小锋同学发现在实验过程中该自制装置的指针均向右偏转，只是偏转角度不同，该同学向老师提出能否让指针向左偏转，老师马上将一块小磁铁换装在如图的E处，且让磁铁的右端为___________极，闭合开关后，同学们发现指针果然向左偏转．
（6）你认为该装置中指针的偏转角度大小可能还与___________有关（写出一个即可）．
【答案】铁块减小摩擦线圈匝数电流大小增大减小N铁芯大小；通电螺线管（或电磁铁）与指针间的距离；指针质量（或重）．
【解析】
（1）磁铁可以吸引铁块，不吸引铜、铝物质，故需要加装铁块；在O点转轴处涂抹润滑油可以使接触面变光滑，减小了摩擦；
（2）①保持滑片P位置不变，也就是电流不变，导线a改为与接线柱1相连，增加了线圈匝数，因此可以探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数的关系；
②保持接线方式不变，也就是线圈匝数不变，移动变阻器滑片P，可以改变电流，因此可以探究电磁铁磁性强弱与电流大小的关系；
（3）①保持滑片P位置不变，即电流不变，导线a改为与接线柱1相连时，线圈匝数增多闭合开关后，电磁铁磁性增强，指针偏转的角度将会增大；②当滑动变阻器的滑片P向左滑动时，接入电路电阻增大，电流减小，磁性减弱，所以指针偏转的角度将会减小；
（4）由图中通电线圈电流流入方向，利用右手螺旋定则可以判断出通电线圈左端为N极，右端为S极，在E出放小磁铁让磁铁的右端为N极、左端为S极时，通电线圈右端S极与小磁铁左端为S极就会相互排斥，指针就会向左偏转；
（5）该装置中指针的偏转角度大小要受磁力大小、竹片削制的指针质量、电磁铁距离指针的距离等因素影响，所以可以改变铁芯的大小来改变磁性，也可以改变竹片削制的指针质量，这样摆动起来更轻松．
5．在学习了电和磁的知识后，小杰在家里饶有兴趣地做起了小实验．他找了一枚缝衣针，在“吸铁石”上擦了几下，然后用一根细软的棉线将缝表针悬挂起来井保持水平，结果发现静止后针尖总是指向南方，这说明缝衣针已经磁化成了一枚小磁针。
为验证奥斯特实验，小杰把通电的台灯（60W）导线移到缝衣针的下方，并靠近缝衣针平行放置，结果发现缝衣针并未发生偏转，带着疑问，小杰在科学课堂上与大家展开讨论。
结果出现了两种不同观点，这时，老师让小杰用两节干电池（3V）和一段电阻丝（15Ω）重新做这个实验．结果缝衣针发生了偏转。
（1）磁化后，这枚缝衣针的针尖是________极；（填“S”或“N”）
（2）在课堂实验中，电阻丝中通过的电流大小为________安；
（3）下面是同学们在课堂讨论中形成的两种观点，通过小杰的课堂实验可以否定的是______（填“A”或“B”）
A．台灯线内有两根导线，且电流方向相反，产生的磁性相互抵消
B．台灯线内电流太小，产生的磁场太弱，不足以让小磁针偏转
【答案】S0.2B
【解析】
【分析】
【详解】
（1）[2]缝衣针被悬挂起之后针尖总是指向南方，根据人们对磁极的规定可知，针尖是南极，即S极。
（2）[2]由欧姆定律公式可得，课堂实验中，电阻丝中通过的电流大小为
（3）[3]台灯导线中的电流为
可见电阻线中的电流与台灯导线中的电流大小相差不大，所以台灯线不能使缝衣针偏转不是由于电流太小引起的；其真正的原因应该是，台灯是交流电，并行的导线中瞬间的电流方向是相反的，因此产生的磁场相互抵消，不会使缝衣针发生偏转，故B可以否定。
6．课堂上，老师做了如图甲所示的演示实验，给直导线（铝棒）通电，观察到直导线运动起来。
（1）实验现象说明____________________有力的作用，________机就是利用这个原理制成的。
（2）判断“有力的作用”的依据是________。
A．力是维持物体运动的原因
B．一切物体都有惯性
C．物体运动状态改变时，一定受到力的作用
（3）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究________________。
（4）小明利用该实验的原理做了如图乙所示的实验，用硬金属丝做两个支架，分别与电池的两极相连，用漆包线绕成一个矩形线圈，以线圈引线为轴。
用小刀刮去轴一端的全部漆皮，另一端刮去半周漆皮，将线圈放在支架上，磁体放在线圈下，接通电源后发现线圈并不转动，原因可能是____________________________，这时可做的有效尝试是________________。
【答案】磁场对通电导体电动C通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关线圈刚好处于平衡位置人工转动一下
【解析】
【详解】
（1）导线通电后产生了运动,实验现象说明磁场对通电导体有力的作用，电动机就是利用这个原理制成的。
（2）判断“有力的作用”的依据是物体运动状态改变时，一定受到力的作用，故选C。
（3）将磁极上下对调，观察直导线的运动情况，这样操作是为了研究通电导体在磁场中受力的方向与磁场方向是否有关。
（4）直流电动机能持续转动的原因是，在制作电动机时增加了换向器，线圈在平衡位置由于惯性转动，当线圈刚越过平衡位置时换向器能自动改变线圈中的电流方向，及时改变通电线圈的受力方向，使电动机能持续转动。
小明接通电源后发现线圈并不转动，原因可能是线圈刚好处于平衡位置，这时可做的有效尝试是人工转动一下。
7．探究“产生感应电流条件”的实验步骤如图甲、乙、丙所示。
（1）本实验中，我们是通过观察____________来判断电路中是否有感应电流产生的。
（2）比较________两图可知，产生感应电流的一个条件是电路要闭合；比较________两图可知，产生感应电流的另一个条件是导体要在磁场中做切割磁感线运动。
（3）若图甲中AB棒不动，磁体左右水平运动，电路中________（选填“有”或“无”）感应电流。
（4）实验过程中，某些同学按图甲所示方法进行操作时，实验现象不太明显，请你分别从实验装置和操作过程两方面各提出一条改进的措施，实验装置方面：
__________；操作过程方面：
_____________。
【答案】灵敏电流计指针是否偏转甲、丙甲、乙有换用磁性更强的磁体加快导体的运动速度
【解析】
【详解】
（1）电路中产生的感应电流不能用眼睛直接观察，所以串联电流表，可以通过电流表指针是否发生偏转，判断电路中是否有感应电流。
（2）甲、丙两图是电路中的一部分导体都切割磁感线运动，甲图中有感应电流，丙图中无感应电流，说明电路是闭合电路时才产生感应电流。
甲、乙两图都是闭合电路的一部分导体，甲切割磁感线运动，乙没有切割磁感线运动，甲图中有感应电流，乙图中无感应电流，说明导体在电路中切割磁感线运动时，才能产生感应电流。
（3）图甲中AB棒不动，磁铁左右水平运动，相当于磁铁不动，导体切割磁感线运动。
所以电路中有感应电流。
（4）电流表指针偏转不明显，是电流太小，从装置上的改进方法：
可以换用磁性更强的磁铁、可以换用匝数更多的线圈实验；
从操作角度改进：
可以加快导体的移动速度，即使导体切割磁感线运动的速度更快。
【点睛】
重点是研究电磁感应的实验，牢记产生感应电流应具备三个条件，一、闭合回路，即必须是通路，二、一部分导体，三、切割磁感线运动。
8．如图所示是研究电流磁效应的示意图．
（1）实验中的直导线是沿_____（填“南北”或“东西”）方向放置在小磁针的上方的．
（2）实验结论是_____周围存在磁场，支持此结论的现象是_____．如果移走小磁针，该结论_____（选填“成立”或“不成立”）．
（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是_____．
（4）首先发生该现象的科学家是_____．
（5）为了研究通电螺线管周围的磁场，如图，小明在一块有机玻璃板上安装了一个用导线绕成的螺线管，在板面上均匀撒满铁屑，通电后轻敲玻璃板，铁屑的排列如图所示．下列说法正确的是_____
A．如图中P、Q两点相比，P点处的磁场较强
B．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场会减弱
C．若只改变螺线管中的电流方向，P、Q两点处的磁场方向会改变
D．若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向会改变．
【答案】南北电流导线将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转成立改变电流方向，观察小磁针的偏转方向奥斯特C
【解析】
（1）由于地磁场的作用，小磁针会位于南北方向，要能观察到小磁针由于通电导线产生的磁效应面产生的偏转，通电直导线不能放在东西方向，这样观察到小磁针的偏转，应将放置在平行南北方向，并且在小磁针正上方；
（2）实验结论是电流导线周围存在磁场，支持此结论的现象是将通电导体放在小磁针上方时，小磁针会发生偏转．如果移走小磁针，该结论成立．（3）如果探究磁场方向与电流方向的关系，应进行的实验是改变电流方向，观察小磁针的偏转方向．（4）首先发生该现象的科学家是奥斯特．（5）由图可以看出通电螺线管的磁场和条形磁体的磁场一样，并且可以看到Q点铁屑的分布比P点密集，由此可以确定Q点的磁场比P点强；螺线管周围磁场方向与螺线管中的电流方向有关，螺线管周围磁场强弱与螺线管中的电流大小有关，若只改变螺线管中的电流方向,P、Q两点处的磁场方向会改变,P、Q两点处的磁场减弱不变;若只增大螺线管中的电流，P、Q两点处的磁场方向不改变，故C正确．
9．控制变量法是解决复杂问题的一种有效方法，在我们的生活、学习和工作中有广泛的应用。
（1）下面四个研究实例中，采取控制变量法的是___________（填写选项前的字母）。
A．用水流的形成类比电流的形成
B．研究磁场时，用磁感线描述空间磁场的分布情况
C．研究滑动摩擦力与压力大小关系时，保持接触面的粗糙程度不变
D．利用光线来研究光的直线传播现象
（2）在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了下列三种猜想：
猜想1：
浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关。
猜想2：
浮力的大小与液体的密度有关。
猜想3：
浮力的大小与物体的重力大小有关。
同学们通过实验探究，验证了猜想1和猜想2是正确的。
对于猜想3，甲乙两同学分别进行了如下的实验探究。
①甲同学的实验探究如下：
实验：
利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等。
分析：
由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关。
结论：
猜想3是错误的。
②乙同学的实验探究如下：
实验：
利用弹簧测力计和水，测算出体积相同的铁块和铝块浸没在水中受到的浮力大小相等。
分析：
由于铁块、铝块的重力大小不等，而它们受到的浮力大小相等，所以浮力大小与重力大小无关。
结论：
猜想3是错误的。
对甲乙两同学的实验，你认为_________（甲同学/乙同学）的实验方法是不正确的，请具体指出他的错误是：
________，根据他的实验和他的分析思路还可得出；_________的结论，这个结论是_________（正确/错误）的。
【答案】C甲同学研究与重力的关系却控制了重力不变浮力大小与浸入液体的体积大小无关错误
【解析】
【分析】
（1）在影响因素是多个时，就要采用控制变量法；研究与其中一个因素的关系时，控制其它因素一定。
（2）根据控制变量法，甲同学没有控制其它的变量一定，而控制了要探究的物体重力的大小不变；根据他的分析思路，实验时也控制了物体浸入水中的体积一定，也可得出浮力和物体浸入水中体积的关系。
【详解】
（1）[1]A．用水流来类比电流，这是类比法，故A不符合题意；
B．用磁感线描述空间磁场的分布情况，这是构建物理模型法，故B不符合题意；
C．摩擦力的大小和压力的大小和基础面的粗糙程度一定，探究时就要采用控制变量法，故C符合题意；
D．利用光线来研究光的直线传播现象，也是构建物理模型法，故D不符合题意。
故选C。
（2）[2][3]在探究浮力的大小和物体重力的关系时，要控制物体浸入液体的体积和液体的密度一定，而甲同学控制了重力和物体排开液体的体积不变，他探究的应该是浮力和液体密度的关系，故甲同学实验方法是错误的。
[4][5]根据他的思路，实验时，也控制了物体浸入液体的体积一定，所以不仅能得出浮力和物体重力的关系，还能得出浮力和物体浸入液体体积的关系，这个结论也是错误的。
10．为了探究电磁铁的磁性跟哪些因素有关，小丽作出以下猜想：
猜想A：
电磁铁通电时有磁性，断电时没有磁性。
猜想B：
通过电磁铁的电流越大，它的磁性越强。
猜想C：
外形相同的螺线管，线圈的匝数越多，它的磁性越强。
为了检验上述猜想是否正确，小丽所在的实验小组通过交流与合作设计了以下实验方案：
用漆包线（表面涂有绝缘漆的导线）在大铁钉上绕若干圈，制成简单的电磁铁。
如图所示的a、b、c、d为实验中观察到的四种情况。
（注：
a、b、c中线圈匝数相同）
根据小丽的猜想和实验，完成下面填空。
（1）通过观察电磁铁吸引大头针数目多少的不同，来判断它的_______的不同。
（2）通过比较图______（填字母，下同）两种情况，可以验证猜想A是正确的。
（3）通过比较图_______两种情况，可以验证猜想B是正确的。
（4）通过比较图d中的甲、乙两电磁铁，发现猜想C不全面，应补充的条件是________。
【答案】磁性强弱a、bb、c电流相同时
【解析】
（1）电磁铁磁性强弱无法捕捉，通过它吸引大头针的数目来判断，这是转换法的思想；
（2）研究磁性的有无由电流通断控制，保证匝数、电流都一定，故选a、b；
（3）研究磁性强弱与电流的关系，保证匝数一定，开关都闭合，故选b、c；
（4）d中甲乙两电磁铁是串联的，故电流相等，这是前提条件．
故答案为：
（1）磁性强弱；
（2）a、b；（3）b、c；（4）电流相同时．
【点睛】
电磁铁磁性的有无与电流的通断有关，磁性强弱与两个因素有关：
线圈匝数多少、电流大小．研究磁性强弱的影响因素时控制一个因素不变，改变另一个因素，是控制变量法的应用，磁性的强弱通过吸引大头针的数目来判断，这是转换法的应用．
11．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
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