高中地理第一章宇宙中的地球5第三节地球的运动第3课时地球公转的地理意义学案湘教必修629.docx
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高中地理第一章宇宙中的地球5第三节地球的运动第3课时地球公转的地理意义学案湘教必修629
第3课时 地球公转的地理意义
学习目标
明目标、知重点
理解地球上昼夜长短变化和正午太阳高度变化的规律。
掌握昼夜长短和正午太阳高度的计算方法，能够运用太阳高度及昼夜长短的变化规律解决现实生活中楼间距、太阳能电池板安装等现实应用问题。
理解四季、五带的划分及其地理意义。
一、正午太阳高度的变化
1．太阳高度：
太阳相对于地平面的高度角。
2．正午太阳高度
（1）含义：
当地地方时为12时的太阳高度。
（2）变化特点：
在太阳直射的纬线上最大，向南、北两侧递减。
二、昼夜长短的变化
1．昼夜长短的变化（以北半球为例）
时间
昼夜长短
分布规律
特殊现象
夏半年
昼长夜短
纬度越高，昼越长，北极附近出现极昼现象
夏至日，北半球各地昼长达一年中最大值，北极圈及其以北出现极昼现象
冬半年
昼短夜长
纬度越高，昼越短，北极附近出现极夜现象
冬至日，北半球各地黑夜达一年中最大值，北极圈及其以北出现极夜现象
2.其他变化规律
（1）赤道终年昼夜等长。
（2）春秋分日：
全球昼夜等长。
三、五带的划分、四季更替
1．五带的划分
（1）依据
（2）具体划分
五带
范围
特征
A北寒带
北极圈以北
气候极为寒冷
B北温带
北回归线与北极圈之间
四季更替明显
C热带
南、北回归线之间
一年中获得太阳辐射能量最多
D南温带
南回归线与南极圈之间
四季更替明显
E南寒带
南极圈以南
气候极为寒冷
2.四季更替
（1）表现：
四季更替表现为一年中昼夜长短和正午太阳高度的季节变化。
①夏季：
一年中白昼较长、正午太阳高度较大的季节。
②冬季：
一年中白昼较短、正午太阳高度较小的季节。
③春秋两季：
冬夏两季的过渡季节。
（2）典型地区：
地球公转使中纬度地区形成明显的四季变化。
一、判断题
1．太阳直射某地，该地白昼一定最长。
（ ）
2．昼变长、夜变短等于昼长夜短。
（ ）
3．同一条纬线上在同一天昼夜长短和正午太阳高度都相同。
（ ）
4．太阳直射点的纬度与出现极昼极夜的最低纬度互余。
（ ）
5．夏至日，北回归线及其以北地区正午太阳高度达一年中最大值，南回归线及其以南地区达一年中最小值。
（ ）
答案：
1.× 2.× 3.√ 4.√ 5.×
二、选择题
6．夏至日时，正午太阳高度达到一年中最大值的地区是（ ）
A．南回归线及其以南 B．北回归线及其以北
C．南半球D．北半球
解析：
选B。
夏至日太阳直射北回归线，北回归线及其以北地区正午太阳高度达到一年中的最大值。
7．太阳直射点所在地（ ）
A．昼最长夜最短B．太阳高度最大
C．昼夜等长D．昼长夜短
解析：
选B。
由于黄赤交角的存在，太阳直射点在南北回归线之间往返移动。
就昼夜长短而言，除直射赤道时全球昼夜平分外，太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，相反的半球昼短夜长。
就太阳高度而言，直射点上太阳高度最大，为90°。
8．下列关于昼夜长短的叙述正确的是（ ）
A．夏至日，北半球昼短夜长
B．春秋分日，全球昼夜平分
C．冬至日，北半球昼长夜短
D．赤道上昼夜长短变化最大
解析：
选B。
夏至日，北半球昼长夜短；春秋分日，全球昼夜平分；冬至日，北半球昼短夜长；赤道上昼夜长短变化最小。
9．下列关于四季的说法正确的是（ ）
A．是昼夜长短和正午太阳高度随时间的变化导致的
B．低纬度地区季节更替明显
C．中纬度地区季节变化不明显
D．夏季是一年中正午太阳高度最大，白昼最短的季节
解析：
选A。
四季是昼夜长短和正午太阳高度随时间的变化导致到达地面的太阳辐射能的多少不同所致，低纬度地区季节更替不明显；中纬度地区季节变化最明显；夏季是一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节。
正午太阳高度的变化
【合作探究】
阅读材料，探究下列问题。
材料一 近年来，随着城市建设速度加快，住宅建设供应紧张，加之一些城市在对新建住宅楼规划审批环节中存在漏洞，有些开发商违规施工，超规划建设，导致新建住宅楼层数过多，密度过大，影响相邻建筑的通风、采光，使基于“阳光权”引发的纠纷日益增多。
材料二 下图为济南在二分二至日的正午太阳高度示意图。
（1）材料一中影响建筑物采光和日照的主要因素是什么？
（2）从材料二看出，济南正午太阳高度的变化有何规律？
（3）归纳回归线之间的各地，正午太阳高度在一年中何时达到最大值，何时达到最小值？
提示：
（1）正午太阳高度。
（2）济南位于北回归线以北，正午太阳高度在夏至日时最大，从夏至日到12月22日前后递减，冬至日时最小。
（3）北回归线与赤道之间：
当太阳直射时，正午太阳高度在一年中达到最大值，为90°，12月22日前后正午太阳高度在一年中达到最小值。
南回归线与赤道之间：
当太阳直射时，正午太阳高度在一年中达到最大值，为90°，6月22日前后正午太阳高度在一年中达到最小值。
【核心归纳】
1．正午太阳高度的变化规律
由于黄赤交角的存在，导致太阳直射点的南北移动，从而引起正午太阳高度的大小随纬度和季节呈现有规律的变化。
如下表所示：
纬度分布规律
春、秋分日：
正午太阳高度由赤道向南、北两侧降低；
夏至日：
正午太阳高度由北回归线向南、北两侧降低；
冬至日：
正午太阳高度由南回归线向南、北两侧降低
季节分布规律
夏至日：
北回归线及其以北地区，正午太阳高度达到一年中的最大值；南半球各纬度达到一年中的最小值；
冬至日：
南回归线及其以南地区，正午太阳高度达到一年中的最大值；北半球各纬度达到一年中的最小值；
春、秋分日：
赤道上，正午太阳高度达到一年中的最大值；其他地区介于最大值和最小值之间
提示
太阳直射点上的太阳高度为90°，晨昏线上的太阳高度为0°
巧记正午太阳高度的分布规律
（1）正午太阳高度的纬度分布规律——远小近大：
某日太阳直射某纬线，则该纬线的正午太阳高度为90°，离该纬线越远，正午太阳高度越小。
（2）正午太阳高度的季节变化规律——来增去减：
任一地点，一年中离太阳直射点所在纬线最近时，正午太阳高度达最大值，反之达最小值；太阳直射点向本地所在纬线移来，该地正午太阳高度增大，反之减小。
2．正午太阳高度的计算
公式：
H＝90°－两点纬度差。
“两点”指观测点、太阳直射点。
若两点同在北（南）半球，两点纬度差为大数减去小数；若两点分属于南北不同半球，两点纬度差为两点的纬度之和。
如下图所示：
当太阳直射B点（10°N）时，A点（40°N）正午太阳高度是：
H＝90°－AB纬度差＝90°－（40°－10°）＝60°。
当太阳直射B点（10°N）时，C点（23.5°S）正午太阳高度是：
H＝90°－BC纬度差＝90°－（10°＋23.5°）＝56.5°。
3．正午太阳高度的应用
（1）确定地方时：
当某地太阳高度达到一天中的最大值时，日影最短，当地的地方时是12时。
（2）确定房屋的朝向：
在北回归线以北地区，正午太阳位于南方，房屋坐北朝南；在南回归线以南地区，正午太阳位于北方，房屋坐南朝北。
（3）判断日影长短及方向：
太阳高度越大，影子越短；太阳高度越小，影子越长。
一天中日影的变化规律：
日出、日落最长，正午最短，且日影方向与太阳方位相反。
（4）楼房间距问题：
以北回归线以北地区建房为例，为保证一楼全年均有阳光照到，两楼之间的最短距离L与楼高h的关系如图所示（H为冬至日当地的正午太阳高度），L应大于
。
（5）太阳能热水器的角度问题
太阳能热水器的集热板要根据正午太阳高度的季节变化来调整角度，集热板与地面之间的夹角应等于当天正午太阳高度的余角。
如图所示，∠1＋∠2＝90°时效果最佳。
太阳能热水器的安装倾角＝两点纬度差（即当地纬度和太阳直射点纬度的差值）。
【跟踪训练】
下图为我国某地春分日时正午太阳与头顶夹角示意图。
据此回答
（1）～（3）题。
（1）该地此日正午太阳高度是（ ）
A．28° B．62° C．90° D．0°
（2）该地的地理纬度是（ ）
A．18°NB．28°NC．32°ND．52°N
（3）次日该地正午太阳高度将（ ）
A．变大B．变小C．不变D．不确定
解析：
（1）据图可以判断正午太阳高度为90°－28°＝62°。
（2）据正午太阳高度计算公式可知，当地纬度为90°－62°＝28°（太阳直射点在赤道上）。
（3）春分日过后太阳直射点北移，与28°N的纬度差变小，故该地正午太阳高度将变大。
答案：
（1）B
（2）B （3）A
昼夜长短的变化
【合作探究】
阅读材料，探究下列问题。
材料 下面两个表格为某县一中学生作息时间表（节选）。
某县一中学生作息时间表（夏季节选）
时间
内容
备注
7：
20－7：
40
起床
7：
40－8：
00
早操
某县一中学生作息时间表（冬季节选）
时间
内容
备注
7：
40－8：
00
起床
8：
00－8：
20
早操
（1）夏季作息时间为什么比冬季作息时间提前？
（2）九月份新学期开学至立冬节气期间，白天和黑夜分别有什么变化？
提示：
（1）夏季白昼时间比冬季长，日出早。
（2）白天越来越短，黑夜越来越长。
【核心归纳】
1．昼夜长短分布——抓“直射点位置”
太阳直射点所在的半球位置决定昼夜长短状况。
太阳直射点在哪个半球，哪个半球就昼长夜短，且越向该半球的高纬度地区白昼时间越长。
太阳直射点所在半球的极点周围出现极昼现象。
如下图所示：
2．昼夜长短变化——抓“移动方向”
此处的“移动方向”主要是指太阳直射点的移动方向，它决定昼长、夜长的变化趋势，纬度高低决定昼夜长短的变化幅度。
太阳直射点向哪个半球移动，哪个半球就昼变长夜变短；且纬度越高，昼夜长短变化幅度越大。
如下图所示：
1．昼夜长短的计算方法
晨昏线把所经过的纬线圈分割成昼弧和夜弧。
昼弧和夜弧的弧度代表昼夜长短（如下图）。
计算方法有以下几种：
（1）根据昼弧或夜弧的长度进行计算：
昼（夜）长时数＝昼（夜）弧度数/15°。
（2）根据日出或日落时间进行计算
昼长时数＝（12－日出时间）×2＝（日落时间－12）×2
夜长时数＝（日出时间－0）×2＝（24－日落时间）×2
（3）根据分布特点进行计算
同纬度各地的昼长相等，夜长相等。
南北半球纬度数相同的地区昼夜长短对称分布，即北半球各地的昼长（夜长）与南半球同纬度地区的夜长（昼长）相等。
2．极昼与极夜范围的确定方法
若某日太阳直射点的纬度为α，则该日发生极昼、极夜的最低纬度为φ＝90°－α。
如：
太阳直射10°N，则这一天发生极昼的范围为80°N及其以北地区，发生极夜的范围为80°S及其以南地区。
【跟踪训练】
读下表，回答
（1）～
（2）题。
地点
最短昼长
最长昼长
三亚（18°15′N）
约11小时
约13小时
漠河（53°33′N）
约7小时
约17小时
（1）三亚昼最长时的节气是（ ）
A．冬至 B．夏至
C．春分D．秋分
（2）漠河昼长（ ）
A．始终长于三亚B．变化幅度小于三亚
C．始终短于三亚D．变化幅度大于三亚
解析：
第
（1）题，三亚位于北半球，北半球的夏至，三亚白昼最长。
第
（2）题，北半球冬半年漠河昼长短于三亚，北半球夏半年漠河白昼长于三亚；纬度越高昼长的变化幅度越大，漠河纬度比三亚高，故漠河昼长变化幅度大于三亚。
答案：
（1）B
（2）D
四季更替和五带
【合作探究】
阅读材料，探究下列问题。
材料 我国民间从冬至算起，每九天为一个阶段，称作“冬九九”，并有“数九歌”，如“一九二九不出手，三九四九冰上走，五九六九看杨柳，七九河开，八九雁来，九九加一九，耕牛遍地走。
”
（1）数九期间，太阳直射点的位置及北京正午阳光照射到室内的面积是怎样的？
（2）从数九歌谣可以推断出，该地区的代表性植被是什么？
提示：
（1）太阳直射点始终位于南半球，北京正午阳光照射到室内的面积较大。
（2）温带落叶阔叶林。
【核心归纳】
1．四季更替和五带的成因
2．季节变化的纬度差异
3．不同的四季划分方法
项目
含义
时段
天
文
四
季
春
冬季与夏季的过渡季节
立春→立夏
夏
昼长较长，太阳高度较大的季节
立夏→立秋
秋
夏季与冬季的过渡季节
立秋→立冬
冬
昼长较短，太阳高度较小的季节
立冬→立春
气
候
四
季
春
气温温和
3－5月
夏
气温最高的三个月
6－8月
秋
气温温和
9－11月
冬
气温最低的三个月
12月－
次年2月
【跟踪训练】
下图为我国北京、广州、武汉、哈尔滨四个城市的季节分配示意图，读图回答
（1）～
（2）题。
（1）图示季节分配自上而下依次为（ ）
A．北京、广州、武汉、哈尔滨
B．北京、武汉、哈尔滨、广州
C．广州、武汉、哈尔滨、北京
D．广州、北京、哈尔滨、武汉
（2）关于季节更替的叙述错误的是（ ）
A．低纬度地区季节更替不明显
B．中纬度地区季节更替明显
C．高纬度地区季节更替明显
D．季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化
解析：
第
（1）题，纬度越低的地区热量越充足，夏季时间应越长，故夏季时间由长到短的顺序为纬度由低到高的顺序，结合选项可知，D项正确。
第
（2）题，低纬度地区由于接受太阳辐射较多，热量变化极小，故季节变化不明显，故A项正确；中纬度不同地区热量差异明显，季节性较强，故B项正确；高纬度地区接受太阳辐射较少，温度较低，季节变化不明显，故C项错误；季节更替取决于昼夜长短和正午太阳高度的季节变化，故D项正确。
答案：
（1）D
（2）C
光照示意图的判读
【典图示例】
【判读技巧】
1．以极地投影图为例说明光照图的综合判读内容
2．光照图判读的四大技巧
（1）根据地球自转方向和已知经线（或特殊信息提示）判断出图中各经线的经度。
（2）根据晨昏线与经纬线的特殊关系判断日期（节气、季节）：
晨昏线与某一经线重合——二分日，晨昏线与南北极圈相切——二至日。
（3）找出晨线和昏线与赤道交点的经线，并判定地方时分别为6：
00和18：
00，以此来推算不同经度的地方时或全球日期的分割。
（4）在获取上述信息的基础上，根据某点的经纬度，计算或判断其昼夜长短和正午太阳高度。
【针对练习】
甲图为某日地球光照图，读图回答下列问题。
（1）依据甲图所示情形，按要求在乙图中绘制下列内容：
晨昏线、用阴影表示夜半球，并将甲图中的A、C两点标在乙图中的正确位置。
（2）甲图可能是__________（填字母）的太阳光照图。
A．6月22日 B．12月22日
C．6月1日D．10月1日
（3）根据上题的日期判断，此日，B地地方时______时日出，昼长______小时，此后，白昼将逐渐变______（长、短）。
（4）若计划在A、B、C三地均新建住宅小区，小区中的楼房高度均为H，则楼间距最大的是__________地。
（5）B地位于C地的__________方向。
A、B、C自转线速度由大到小依次为__________。
解析：
（1）画图时注意，北极圈内出现极昼现象，此时150°E是昼半球的中央经线，晨昏线与北极圈相交。
（2）图中北极附近的极昼现象发生的范围靠近北极圈，南极附近的极夜现象发生的范围靠近南极圈，可以判断为北半球的夏半年，且在夏至日前或后。
（3）C点位于晨线与赤道的交点，此刻C点日出的地方时为6：
00，日落地方时为18：
00；从图中可以看出B与C经度相差30°即2个小时，B在C的西侧，因此，B地日出时刻（地方时）为6：
00－2：
00＝4：
00，则日落时间为20：
00，故昼长为16小时。
根据上题可知此日为6月1日，之后太阳直射点北移，B地白昼逐渐变长。
（4）纬度越高，正午太阳高度角越小，楼间距越大，图中A、B、C三点中，B点的纬度位置最高，故楼间距最大。
（5）由图中经纬线知，B位于C的西侧，又位于C的北方，因此，B位于C的西北方向。
地球自转线速度的变化规律是从赤道向两极递减，即纬度越低线速度越大，纬度越高线速度越小，所以，线速度从大到小是C>A>B。
答案：
（1）如下图
（2）C （3）4 16 长 （4）B （5）西北 C>A>B
对点练一 正午太阳高度的变化
某同学将太阳能热水器支架改造成可以升降的活动方式。
据下图回答1～2题。
1．将支架改造成可以升降的活动方式后，可以保证更充分地利用太阳能，其主要依据的地理原理是（ ）
A．正午太阳高度的纬度变化规律
B．正午太阳高度的季节变化规律
C．昼夜长短的日变化规律
D．昼夜长短的季节变化规律
2．下列地区中，使用太阳能热水器的效果最好的应该是（ ）
A．海南岛 B．四川盆地
C．青藏高原D．东北平原
解析：
第1题，该太阳能热水器是在一个固定的地方，故将支架改造成可以升降的活动方式后，可以保证更充分地利用太阳能，其主要依据的地理原理是正午太阳高度的季节变化规律，选项B正确。
第2题，四个选项中，青藏高原是太阳能最丰富的地区。
答案：
1.B 2.C
对点练二 昼夜长短的变化
下表中所列的是12月22日甲、乙、丙、丁四地白昼时间，根据表中数据回答3～4题。
甲地
乙地
丙地
丁地
白昼
时间
5小时
30分
9小时
09分
11小时
25分
13小时
56分
3.四地中属于南半球的是（ ）
A．甲地 B．乙地
C．丙地D．丁地
4．四地所处纬度从高到低排列正确的是（ ）
A．甲乙丙丁B．甲乙丁丙
C．丙丁乙甲D．丁丙乙甲
解析：
第3题，由于是12月22日，太阳直射南回归线，在地球上越向南白昼越长，且南半球长于12小时，故丁地位于南半球。
第4题，纬度越高，在一年中昼夜长短的变化幅度就越大，丙、丁两地相对来说离赤道较近，昼夜长短变化比甲、乙两地小，而且丙地昼夜长短变化更小，纬度更低。
甲地昼夜长短变化最大，纬度最高。
（提示：
计算昼夜长短的变化幅度的方法：
计算该地昼长或夜长与12小时的差值，差值越大，变化幅度越大。
）
答案：
3.D 4.B
对点练三 四季更替和五带
我国古代人民根据日月运行位置和天气及动植物生长等自然现象，把一年平分为二十四等份，这就是二十四节气。
二十四节气能反映季节的变化，指导农事活动。
读二十四节气分布图（图甲），回答5～6题。
5．在下列各组节气中，北京的昼长时间最接近的是（ ）
A．清明、雨水B．立冬、立秋
C．小雪、大寒D．雨水、处暑
6．图乙是北半球晨昏线与纬线的切点变化示意图，图中四点的日期所处的节气正确的是（ ）
A．①表示大雪B．②表示立春
C．③表示秋分D．④表示芒种
解析：
第5题，图中显示小雪与大寒两个节气关于冬至对称，则这两天太阳直射点位置相同，故北京在这两天昼长最接近。
第6题，依题意，图中③表示切点位于北极圈，则可能是冬至或夏至。
若为夏至，则①为冬至后、②为春分后、④为冬至前节气，结合题中选项分析都不符合；若为冬至，则①为夏至后、②为秋分后、④为夏至前节气，结合选项分析，唯有④表示芒种合适。
答案：
5.C 6.D
读图（图中阴影表示黑夜），回答1～3题。
1．图中C点的昼长为（ ）
A．24小时 B．12小时
C．20小时D．10小时
2．图中所示日期，下列各地白昼最长的是（ ）
A．太原B．长春
C．南昌D．昆明
3．图中C点在半年后的夜长为（ ）
A．4小时B．10小时
C．20小时D．24小时
解析：
第1题，从图中的信息可知，C点所在的纬线上昼弧与夜弧的比例是5∶1，昼夜之和是24小时，所以其昼长为20小时。
第2题，图中所示日期为北半球夏至日，此时，太阳直射北回归线，北半球白昼时间达到一年中最大值，且位置越往北，白昼时间越长。
第3题，半年后，时间为北半球冬至日，C点的夜长等于其在夏至日时的昼长。
答案：
1.C 2.B 3.C
家住上海（约31°N）的李女士发现：
所购商品房居室日照时间极短，达不到满窗。
她就此向法院起诉，法院依据地方法规中“受遮挡的居住建筑的居室，××日满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的有关条款，责成房产公司退还其各类费用。
据此回答4～5题。
4．题干中“受遮挡的居住建筑的居室，××日满窗日照的有效时间不少于连续1小时”的标准，你认为××应为（ ）
A．春分B．夏至
C．秋分D．冬至
5．为了达到上述要求，房产公司在建楼时，应使南北楼房有一定的距离。
理论上楼高相同的情况下，北京的楼间距比上海应宽些。
原因是（ ）
A．冬季北京比上海白昼短
B．北京比上海正午太阳高度小
C．北京比上海年太阳辐射量小
D．北京比上海阴雨天气多
解析：
第4题，31°N位于北回归线以北地区，应以冬至日满窗日照的有效时间为标准。
第5题，北京、上海均在北回归线以北，楼高相同时，因北京的纬度高于上海，北京的正午太阳高度小于上海，故北京的楼间距应宽于上海。
答案：
4.D 5.B
地球的公转，除了会导致一个地点的正午太阳高度和昼夜长短的变化外，还会导致四季的变化。
据此回答6～7题。
6．从天文意义看，夏季是（ ）
A．一年中平均气温最高的季节
B．一年中出现极昼的季节
C．一年中地球与太阳距离最近的季节
D．一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节
7．下列各种现象，不可能发生在北半球冬季的是（ ）
A．晨昏线与经线圈的夹角以及地球公转的速度都在逐渐变大
B．北半球纬度越高的地区白昼越短
C．南半球某地白昼变化为短—长—短
D．南北半球纬度相同的地点正午太阳高度相等
解析：
第6题，从天文意义看，夏季是一年中正午太阳高度最大、白昼最长的季节。
第7题，南北半球纬度相同的地点，只有在太阳直射赤道，即春秋分日时，它们的正午太阳高度才相等。
答案：
6.D 7.D
8．读太阳照射地球示意图，回答下列问题。
（1）此时北半球节气是________，南极圈内出现________。
（2）此时太阳直射在________上，此后开始向________移动。
（3）A点的正午太阳高度是________。
B点昼长是________小时，________时日落。
（4）此时济南的正午太阳高度达一年中最________值，过三个月后昼夜长短情况为________。
（5）此时（双选）（ ）
A．太阳入射光线与地轴垂直
B．晨昏线与极圈相切
C．晨昏线与地轴重合
D．太阳直射点上入射光线的延长线过地心且与赤道平面有23.5°的夹角
答案：
（1）冬至 极昼
（2）23.5°S（南回归线） 北
（3）66.5° 8 16
（4）小 昼夜等长
（5）BD
北京（40°N）某中学高中生开展地理课外活动，在连续三个月内三次测量正午太阳高度，获得测量的数据（见下表）。
据此回答1～2题。
第一次
第二次
第三次
60°
50°
40°
1.从第一次到第三次测量期间，该地昼夜长短状况及其变化是（ ）
A．先昼短夜长，后昼长夜短
B．先昼长夜短，后昼短夜长
C．先昼短夜长，后昼长夜短
D．先昼长夜短，后昼短夜长
2．三次测量中，其中一次测量的当天，正值
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