教材内容与教学要求整合选修32bdoc.docx
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教材内容与教学要求整合选修32bdoc
高三物理
选修3-2教材内容与教学要求整合
第四章电磁感应
第五章交变电流
第六章传感器
第四章电磁感应
第1节划时代的发现
第2节探究电磁感应的产生条件
一、学习要求：
1、通过学习，使学生了解自然界的普遍联系的规律，科学的态度、科学的方法，是研究科学的前提，对科学的执着追求是获得成功的保证。
从而培养学生学习物理兴趣，激发学习热情。
2、通过学习使学生知道科学的道路不平坦，伟人的足迹是失败、挫折+成功。
3、知道电磁感应及产生电磁感应的条件。
4、理解磁通量及其变化。
二、教材重点：
1、揭示“电生磁”与“磁生电”发现过程的哲学内涵。
正确的理论指导和科学的思想方法是探究自然规律的重要前提。
2、磁通量的概念及磁通量与磁感应强度的关系。
3、通过对产生感应电流的条件和磁通量变化的分析，养成良好的过程分析习惯。
4、磁通量变化的各种形式。
三、教材难点：
1、以实验为基础，探究产生感应电流的条件。
2、控制实验条件，通过由感性到理性，由具体到抽象的认识方法分析归纳出产生感应电流的规律。
3、电磁感应中的能量守恒。
四、教材疑点：
1、移动磁铁的磁场引起感应电流时，磁铁内部的磁感线和外部的磁感线方向相反，形成闭合的曲线，教材中没有显示内部磁感应线。
2、磁通量是双向标量，教材中虽然没有提出，但在应用中不可避免地涉及到。
五、学生易错点：
1、对产生感应电流的条件的理解
①闭合电路中的“闭合”在应用中易忽视。
②磁通量发生变化，而不是磁场的变化。
2、磁铁内部的磁感线条数跟外部所有磁感线的条数相等
3、各种磁感线的分布规律及形状
4、磁通量增减的判断
六、教材资源：
1、自然现象之间的相互联系和相互转化的哲学思想，指导科学探究是奥斯特和法拉第获得成功的前提。
2、科学的规律在实验中总结出来的，实验是物理学科的基础。
同时由具体到抽象，由感性到理性的高度概括是得到正确结论的关键。
3、教材中值得重视的题目是：
P9第6题、P10第7题。
第3节法拉第电磁感应定律
一、学习要求
1、理解法拉第电磁感应定律。
2、理解计算感应电动势的两个公式E=BLv和
的区别和联系，并应用其进行计算。
对公式E=BLv的计算，只限于L与B、v垂直的情况。
3、知道直流电动机工作时存在反电动势，从能量转化的角度认识反电动势。
二、教材重点
法拉第电磁感应定律。
三、教材难点
平均电动势与瞬时电动势区别。
四、教材疑点
法拉第电磁感应定律无法作定量的实验验证，更无法进行定量测量，只能将结论直接告诉学生。
五、学生易错点
Φ,ΔΦ,ΔΦ/Δｔ区别
六、教学资源
问题与练习：
3、4、5、7
第4节愣次定律
一、学习要求
1.经历实验探究过程，理解楞次定律。
2.会用楞次定律判断感应电流的方向。
在电磁感应现象里不要求判断内电路中各点电势的高低。
二、教材重点
1．楞次定律的获得及理解。
2．应用楞次定律判断感应电流的方向。
3．利用右手定则判断导体切割磁感线时感应电流的方向。
三、教材难点
楞次定律的理解及实际应用。
四、教材疑点
对“阻碍”的理解,运用楞次定律判断感应电流方向的具体步骤
五、学生易错点
感应电流磁场方向与原电流磁场磁场方向关系
六、教学资源
1．教材中的思想方法
通过实践活动，观察得到的实验现象，再通过分析论证，归纳总结得出结论。
2．问题与练习1、4、5、7
第5节感生电动势和动生电动势
一、学习要求
1．知道感生电场。
2．知道感生电动势和动生电动势及其区别与联系。
3、通过同学们之间的讨论、研究增强对两种电动势的认知深度，同时提高学习物理的兴趣。
4、通过对相应物理学史的了解，培养热爱科学、尊重知识的良好品德。
二、教学重点
感生电动势与动生电动势的概念。
三、教学难点
对感生电动势与动生电动势实质的理解。
四、教学资源
感生电场与感生电动势
【例1】
磁场变强
如图所示，一个闭合电路静止于磁场中，由于磁场强弱的变化，而使电路中产生了感应电动势，下列说法中正确的是（）
A．磁场变化时，会在在空间中激发一种电场
B．使电荷定向移动形成电流的力是磁场力
C．使电荷定向移动形成电流的力是电场力
D．以上说法都不对
答案：
AC
洛仑兹力与动生电动势
【例2】如图所示，导体AB在做切割磁感线运动时，将产生一个电动势，因而在电路中有电流通过，下列说法中正确的是（）
A．因导体运动而产生的感应电动势称为动生电动势
B．动生电动势的产生与洛仑兹力有关
C．动生电动势的产生与电场力有关
D．动生电动势和感生电动势产生的原因是一样的
解析：
如图所示，当导体向右运动时，其内部的自由电子因受向下的洛仑兹力作用向下运动，于是在棒的B端出现负电荷，而在棒的A端显示出正电荷，所以A端电势比B端高．棒AB就相当于一个电源，正极在A端。
答案：
AB
综合应用
【例3】如图所示，两根相距为L的竖直平行金属导轨位于磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场中，导轨电阻不计，另外两根与上述光滑导轨保持良好接触的金属杆ab、cd质量均为m，电阻均为R，若要使cd静止不动，则ab杆应向_________运动，速度大小为_______，作用于ab杆上的外力大小为____________
答案：
向上
2mg
巩固练习
1．如图所示，一个带正电的粒子在垂直于匀强磁场的平面内做圆周运动，当磁感应强度均匀增大时，此粒子的动能将（）
A．不变B．增加
C．减少D．以上情况都可能
答案：
B
2．穿过一个电阻为lΩ的单匝闭合线圈的磁通量始终是每秒钟均匀地减少2Wb，则（）
A．线圈中的感应电动势一定是每秒减少2V
B．线圈中的感应电动势一定是2V
C．线圈中的感应电流一定是每秒减少2A
D．线圈中的感应电流一定是2A
答案：
BD
3．在匀强磁场中，ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动，如图所示，下列情况中，能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是（）
A．v1＝v2，方向都向右B．v1＝v2，方向都向左
C．v1>v2，v1向右，v2向左D．v1>v2，v1向左，v2向右
答案：
C
4．如图所示，面积为0.2m2的100匝线圈处在匀强磁场中，磁场方问垂直于线圈平面，已知磁感应强度随时间变化的规律为B=（2+0.2t）T，定值电阻R1=6Ω，线圈电阻R2=4Ω，求：
（1）磁通量变化率，回路的感应电动势；
（2）a、b两点间电压Uab
答案：
（1）4V
（2）2.4A
5．如图所示，在物理实验中，常用“冲击式电流计”来测定通过某闭合电路的电荷量．探测器线圈和冲击电流计串联后，又能测定磁场的磁感应强度．已知线圈匝数为n，面积为S，线圈与冲击电流计组成的回路电阻为R，把线圈放在被测匀强磁场中，开始时线圈与磁场方向垂直，现将线圈翻转180°，冲击式电流计测出通过线圈的电荷量为q，由此可知，被测磁场的磁磁感应强度B=__________
答案：
6．如图所示，A、B为大小、形状均相同且内壁光滑，但用不同材料制成的圆管，竖直固定在相同高度．两个相同的磁性小球，同时从A、B管上端的管口无初速释放，穿过A管的小球比穿过B管的小球先落到地面．下面对于两管的描述中可能正确的是（）
A．A管是用塑料制成的，B管是用铜制成的
B．A管是用铝制成的，B管是用胶木制成的
C．A管是用胶木制成的，B管是用塑料制成的
D．A管是用胶木制成的，B管是用铝制成的
答案：
AD
第6节互感和自感
一、学习要求
1、知道什么是互感现象和自感现象。
2、知道自感系数是表示线圈本身特征的物理量，知道它的单位及其大小的决定因素。
3、知道自感现象的利与弊及对它们的利用和防止。
4、能够通过电磁感应部分知识分析通电、断电自感现象的原因及磁场的能量转化问题。
5、通过对两个自感实验的观察和讨论，培养学生的观察能力和分析推理能力。
7、通过自感现象的利弊学习，培养学生客观全面认识问题的能力。
自感是电磁感应现象的特例，使学生初步形成特殊现象中有它的普遍规律，而普遍规律中包含了特殊现象的辩证唯物主义观点
二、教学重点
1．自感现象。
2．自感系数。
三、教学难点
分析自感现象。
四、教学资源
自感现象的分析与判断
【例1】如图所示，电路甲、乙中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，接通S，使电路达到稳定，灯泡D发光。
则（）
A．在电路甲中，断开S，D将逐渐变暗
B．在电路甲中，断开S，D将先变得更亮，然后渐渐变暗
C．在电路乙中，断开S，D将渐渐变暗
D．在电路乙中，断开S，D将变得更亮，然后渐渐变暗
正确选项为AD
【例2】如图所示，自感线圈的自感系数很大，电阻为零。
电键K原来是合上的，在K断开后，分析：
（1）若R1＞R2，灯泡的亮度怎样变化？
（2）若R1＜R2，灯泡的亮度怎样变化？
（1）因R1＞R2，即I1＜I2，所以小灯泡在K断开后先突然变到某一较暗状态，再逐渐变暗到最后熄灭。
（2）因R1＜R2，即I1＞I2，小灯泡在K断开后电流从原来的I2突变到I1（方向相反），然后再渐渐变小，最后为零，所以灯泡在K断开后先变得比原来更亮，再逐渐变暗到熄灭。
巩固练习
1．下列关于自感现象的说法中，正确的是（）
A．自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象
B．线圈中自感电动势的方向总与引起自感的原电流的方向相反
C．线圈中自感电动势的大小与穿过线圈的磁通量变化的快慢有关
D．加铁芯后线圈的自感系数比没有铁芯时要大
2．关于线圈的自感系数，下面说法正确的是（）
A．线圈的自感系数越大，自感电动势一定越大
B．线圈中电流等于零时，自感系数也等于零
C．线圈中电流变化越快，自感系数越大
D．线圈的自感系数由线圈本身的因素及有无铁芯决定
3．磁通量的单位是_____，磁感强度的单位是_____，自感系数的单位是_____。
4．如图所示，L为一个自感系数大的自感线圈，开关闭合后，小灯能正常发光，那么闭合开关和断开开关的瞬间，能观察到的现象分别是（）
A．小灯逐渐变亮，小灯立即熄灭
B．小灯立即亮，小灯立即熄灭
C．小灯逐渐变亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
D．小灯立即亮，小灯比原来更亮一下再慢慢熄灭
5．如图所示是一演示实验的电路图。
图中L是一带铁芯的线圈，A是一灯泡。
起初，开关处于闭合状态，电路是接通的。
现将开关断开，则在开关断开的瞬间，通过灯泡A的电流方向是从_____端经灯泡到_____端.这个实验是用来演示_____现象的。
6．如图所示的电路中，灯泡A1、A2的规格完全相同，自感线圈L的电阻可以忽略，下列说法中正确的是（）
A．当接通电路时，A2先亮，A1后亮，最后A2比A1亮
B．当接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．当断开电路时，A1和A2都过一会儿熄灭
D．当断开电路时，A2立即熄灭，A1过一会儿熄灭
7．如图所示电路中，A1、A2是两只相同的电流表，电感线圈L的直流电阻与电阻R阻值相等.下面判断正确的是（）
A．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
B．开关S接通的瞬间，电流表A1的读数小于A2的读数
C．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1的读数大于A2的读数
D．开关S接通电路稳定后再断开的瞬间，电流表A1数等于A2的读数
8．如图所示，L是电感足够大的线圈，其直流电阻可忽略不计，D1和D2是两个相同的灯泡，若将电键S闭合，等灯泡亮度稳定后，再断开电键S，则（）
A．电键S闭合时，灯泡D1、Ｄ2同时亮，然后D1会变暗直到不亮，D2更亮
B．电键S闭合时，灯泡D1很亮，D2逐渐变亮，最后一样亮
C．电键S断开时，灯泡D2随之熄灭，而D1会亮一下后才熄灭
D．电键S断开时，灯泡D1随之熄灭，而D2会更亮后一下才熄灭
参考答案：
1．ACD2．D3．WbTH4．A5．b、a、自感（或断电自感）6．C7．BD8．AC
第七节涡流
一、学习要求
通过实验了解涡流现象及其在生产和生活中的应用。
二、教材重点
1．涡流的概念及其应用。
2．电磁阻尼和电磁驱动的实例分析。
三、教材难点
电磁阻尼和电磁驱动的实例分析
四、教学资源
［演示1］涡流生热实验
［演示2］电磁阻尼。
按照教材“做一做”中叙述的内容，演示电表指针在偏转过程中受到的电磁阻尼现象。
［演示3］电磁驱动。
引导学生观察并解释实验现象。
【例题】如图所示，一狭长的铜片能绕O点在纸平面内片面上摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动．如果在铜片上开几个长缝时，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么？
【解析】没有开长缝的铜片在磁场中摆动时，铜片内将产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动．
如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的各部分铜片上，较大地削弱了涡流，阻压随之减小，所以铜片可以摆动较多的次数后才停止摆动．
【小结】涡流是一种特殊的电磁感应现象，对涡流有可利用的一面，也有需要防止的一面．
第五章交变电流
第1节交变电流
教材分析
交变电流是生产和生活中最常用到的电流，而正弦电流又是最简单和最基本的。
正弦式电流产生的原理是基于电磁感应的基本规律，所以本章是前一章的延续和发展，是电磁感应理论的具体应用。
另一方面，本节知识是全章的理论基础，由于交变电流与直流不同，因此它对各种元件的作用也不同。
正因为交变电流的特殊性，才有了变压器及其广泛的应用。
所以，本节内容有承上启下的作用。
内容标准
知道交变电流，能用函数表达式和图像描述交变电流。
一、学习要求
1.知道交变电流。
2.通过模型或实验认识交变电流的产生过程，了解正弦式交变电流。
二、教材重点
1.运用电磁感应的基本知识，分析交变电流的产生过程
2．认识交变电流的特点及其变化规律。
三、教材难点
交变电流的产生过程
四、教材难点
.交变电流的变化规律
五、教学资源
用图象表示交变电流的变化规律是一种重要方法.
典型例题
例1．一矩形线圈电阻为10Ω，在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，转速为50r/s，产生的感应电动势最大值为
，从线圈经过中性面位置开始计时，求
（1）线圈中产生感应电动势的瞬时值表达式；
（2）经多长时间线圈中的电动势第一次达到10
？
[①
，②
]
方法提示：
求解交流电动势瞬时值的步骤：
①确定线圈转动是从哪个位置开始计时
②确定表达式是正弦还是余弦
③确定转动的角速度及NBS等
④求出峰值，写出表达式，代入数值求出瞬时值。
例2．边长为0.5m的单匝正方形线框abcd绕ab边在匀强磁场中匀速转动，ab边与磁场垂直。
已知线圈转速n=50r/s，磁感应强度B=0.4T，则从线圈垂直于磁场位置开始，当线圈转到磁通量为0.05Wb时，线圈中感应电动势瞬时值为多大？
[析]据题意可得：
ω=2πn=100πrad/s，Em=BSω=10πV，φm=BS=0.1Wb，则线圈中磁通量随时间变化的关系为：
φ=0.1cosωt，当φ=0.05Wb时，ωt=π/3，此时线圈中电动势为：
e=Emsinωt=10πsin（π/3）=5
πV
第2节描述交变电流的物理量
教材分析
与恒定电流不同，由于交变电流的电压、电流等大小和方向都随时间做周期性变化，需要用一些特殊的物理量来描述它在变化中不同方面的特性，本节主要介绍这样一些物理量。
一、学习要求
1.知道交变电流的周期和频率，知道我国供电线路交变电流的周期频率.
2.知道交变电流和电压的峰值，有效值及其关系.
3、会用图象和函数表达式描述正弦交变电流。
二、教材重点
交变电流的有效值
三、教材难点
一般电流有效值的求解
四、教学资源
通过思考讨论，使学生明白，从电流热效应上看，交流电产生的效果可以与某地恒定电流相等，由此引入有效值的概念.
1．定义：
让交流与恒定电流通过相同的电阻，如果它们在一周期内产生的热量相等，就把这个恒定电流的值（I或U）叫做这个交流的有效值.
课本第一次明确地用一个周期T来定义有效值，使得有效值的概念更加准确.
2.正弦交变电流的有效值与峰值的关系
，
这一关系只对正弦式电流成立，对其它波形的交变电流一般不成立.其它波形的交变电流的有效值就根据有效值的定义去求解。
3.几点说明：
①各种使用交变电流的电器设备上所标的额定电压、额定电流均指有效值；②交流电压表和交流电流表所测量的数值也都是有效值；③将电容器接入交流电路中，其耐压值应不小于交变电流的最大值，但熔丝的选择应据有效值来确定其熔断电流；④一般情况下所说的交变电流的数值，若无特别说明，均指有效值。
4．有效值与平均值的区别：
交变电流的有效值是按照电流的热效应来规定的，对一个确定的交变电流，其有效值是一定的，而平均值是由
来确定的，其数值大小与时间间隔有关。
在计算交变电流通过导体产生的热量、热功率时，只能用有效值，而不能用平均值；在计算通过导体截面的电量时，只能用交变电流的平均值，即q=
t。
典型例题
例：
如图边长为L的单匝正方形线框，处在磁感应强度为B的匀强磁场中，线框电阻为R，当线框绕ab边从图示位置以角速度ω匀速转过
的过程中，求
（1）外力所做的功；
（2）流过线框导线截面的电量
[析]外力所做的功，即线框中产生的热量。
应据线圈产生电动势的有效值求热量。
一般是先求最大值，再求有效值。
线框转过
的过程中，线圈内产生的电动势最大值为：
电动势的有效值为
线圈转过
所用的时间为
.
线圈内产生的热量
.
[典型错解]E=
（2）流过导线截面的电量：
，
，
∴
第3节电感和电容对交变电流的影响
教材分析
突出交流与直流的区别，加深学生对交变电流特点的认识。
教材介绍了电感和电容在交浪电路中的作用，但不深入讨论感抗和容抗的问题，不在理论上展开讨论，而是尽可能用实验说明问题。
一、学习要求
1.用实验方法了解电感在电路中对直流有导通作用，也能通过交变电流，定性了解电感对交流有阻碍作用，知道影响感抗大小的因素
2.用实验方法了解电容器在电路中起隔断电流、导通交变电流的作用，定性了解电容器对交变电流有阻碍作用，知道影响容抗大小的因素.
二、教材重点
让学生知道电感和电容对交变电流的影响，并能定性解决有关问题.
三、教材难点
通过实验，了解电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用。
教学资源
1、电感对交变电流的阻碍作用
问题：
在直流电路中，影响电流与电压关系的只有电阻，交变电流中影响电流与电压关系的是否只有电阻呢？
[演示]把带铁芯的线圈与白炽灯串联起来，先把它们接到直流电源上，再把它们接到交流电源上。
取直流电源的电压与交流电压的有效值相等，观察两种情况下的灯泡亮度。
现象：
接通直流时，灯泡较亮，接通交流时，灯泡较暗
（1）实验结论：
电感对交变电流有阻碍作用
（2）感抗：
表示电感对交变电流阻碍大小
问题：
感抗的大小与哪些因素有关？
演示：
调换电感不同的线圈、改变交变电流的频率来做实验
现象：
L越大、f越高，灯越暗
结论：
线圈的自感系数越大、交变电流的频率越高，阻碍作用越明显，感抗越大
注意：
感抗的大小不仅与线圈构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。
这表现了交流与直流不同的特性
（3）实际应用：
低频扼流圈：
自感系数大，电阻小，对低频交变电流有很大的阻碍作用。
低频扼流圈的作用是“通直流、阻交流”
高频扼流圈：
自感系数小，对低频交变电流的阻碍作用小，对高频交变电流的阻碍作用大，高频扼流圈的作用是“通低频、阻高频”
说明：
由于一般的直流电源的电压和交流电源的电压有效值相等的情况很少，实验时可以按图示电路进行实验，在MN两点间分别用直流电压表和交流电压表监测电压，通过调节滑动变阻器使MN间电压表示数相等.
学生思考：
请学生阐述教材41页图5.3-2中红色虚框中一段话的道理。
2、交变电流能够通过电容器
（1）交变电流能够通过电容器
[演示实验]
现象：
接直流时，灯不亮，接交流时，灯泡亮了。
结论：
直流电不能通过电容器，而交变电流能“通过”电容器。
问题：
电容器两极板被绝缘电介质隔开了，为什么有电流通过灯泡？
（2）交变电流通过电容器的机理分析
结合教材42页插图讲解
问题：
交变电流可以“通过”电容器，电容器对交变电流有什么样的作用呢？
3、电容器对交变电流的阻碍作用
[演示]
（1）把电容器从交流电路取下来，使灯泡直接与交流电源相连，观察灯泡的亮度变化情况。
（2）用较大的电容器接入交流电路，观察灯泡亮度变化.
（3）改变交流的频率，观察灯泡的亮度变化情况.
现象：
电容越大，灯泡越亮，交流频率越高，灯泡越亮。
（1）电容器对交变电流有阻碍作用
（2）容抗：
反映电容器对交变电流阻碍作用的大小
电容器电容越大，交流的频率越高，电容器对交变电流的阻碍作用就越小.容抗越小
注意：
容抗的大小不仅与电容器构造有关，而且与通过的交流电（频率）有关。
这表现了交流与直流不同的特性。
（3）实际应用：
通交流、阻直流，通高频、阻低频。
思考：
1.让学生思考教材42页“说一说”栏目中的问题.
2.让学生思考教材43页中的问题与练习.
第4节变压器
一、学习要求
1、了解使用变压器的目的，知道变压器的基本构造，知道理想变压器和实际变压器的区别
2、知道变压器的工作原理，会用法拉第电磁感应定律解释变压器的变比关系
3、知道不同种类变压器的共性和个性
二、教材重点
变压器的工作原理，互感过程的理解
三、教材难点
对多个副线圈的变压器，或铁芯"分叉"的变压器，变比关系的推导和理解
四、教材疑点
当输出功率为零时，原线圈上为什么还有电流？
这个电流有什么作用？
五、学生易错点
1、电压互感器与电流互感器在应用中的连线方法
2、电流与匝数的关系
六、教材资源
1、实验：
探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
这个实验包含了探究问题的一般方法和过程，能很好地培养学生的动手能力。
2、电流互感器和电压互感器。
第5节电能的输送
一、学习要求
1、知道“便于远距离输送”是电能的优点之一，知道输电的过程．
2、知道什么是输电导线上的功率损失和如何减少功率损失．
3、知道什么是输电导线上的电压损失和如何减少电压损失．
4、理解为什么远距离输电要用高压．
二、教材重点
变压器电压关系与功率关系的理解与应用
三、教材难点
输电线上电压损失与功率损失的理解与应用
四、教材疑点
1、增大输电线的直径减小电阻应该好像比使用变压器提高电压简单
2、直流输电有什么优点
五、学生易错点
在计算电能的损失功率时，输电线上的电压误以为加在输电线电阻上的电压。
六、教材资源
1、科学漫步：
输电新技术和超导电缆输电
2、第54页第2题
第六章传感器
第1节传感器及其工作原理
一、学习要求
1、知道什么是传感器，传感器的工作原理。
2、知道传感器中常见的三种敏感元件及其它们的工作原理。
3、了解电容式传感器的应
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