安徽省2014屆高考物理一輪 小題精練42 新人教版

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1、【安徽省,人教版】2014屆物理一輪小題精練(42,含答案)一、選擇題(本題共14小題,共70分,在每小題給出的四個選項(xiàng)中,有的只有一個選項(xiàng)正確,有的有多個選項(xiàng)正確,全部選對的得5分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1(2013湖北武漢市模擬)在驗(yàn)證楞次定律實(shí)驗(yàn)中,豎直放置的線圈固定不動,將磁鐵從線圈上方插入或拔出,線圈和電流表構(gòu)成的閉合回路中就會產(chǎn)生感應(yīng)電流圖中分別標(biāo)出了磁鐵的極性、磁鐵相對線圈的運(yùn)動方向以及線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向等情況,其中正確的是()【解析】對選項(xiàng)A,由“來者拒之”,可判斷出線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流的磁場上端為N極,再由安培定則,可判斷出感應(yīng)電流的方向與圖中標(biāo)的方向相

2、反,故選項(xiàng)A錯同理可判斷出B錯,C、D對【答案】CD2(2013江蘇南通模擬)如圖所示,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中,有半徑為r的光滑半圓形導(dǎo)體框架,OC為一能繞O在框架上滑動的導(dǎo)體棒,OC之間連一個電阻R,導(dǎo)體框架與導(dǎo)體棒的電阻均不計(jì),若要使OC能以角速度勻速轉(zhuǎn)動,則外力做功的功率是()A.B.C. D.【解析】勻速轉(zhuǎn)動,P外P電,又EBr,聯(lián)立解得:P外,故選項(xiàng)C對 【答案】C3用相同導(dǎo)線繞制的邊長為L或2L的四個閉合導(dǎo)體框,以相同的速度勻速進(jìn)入右側(cè)勻強(qiáng)磁場,如圖所示在每個線框進(jìn)入磁場的過程中,M、N兩點(diǎn)間的電壓分別為Ua、Ub、Uc、Ud.下列判斷正確的是()AUaUbUcUd BUaU

3、bUdUcCUaUbUcUd DUbUaUdUc【解析】由題知EaEbBLv,EcEd2BLv,由閉合電路歐姆定律和串聯(lián)電路電壓與電阻成正比可知UaBLv,UbBLv,UcBLv,UdBLv,故B正確 【答案】B4如圖所示的電路中,D1和D2是兩個相同的小燈泡,L是一個自感系數(shù)相當(dāng)大的線圈,其阻值與R相同在開關(guān)S接通和斷開時,燈泡D1和D2亮暗的順序是()A接通時D1先達(dá)最亮,斷開時D1后滅B接通時D2先達(dá)最亮,斷開時D1后滅C接通時D1先達(dá)最亮,斷開時D1先滅D接能時D2先達(dá)最亮,斷開時D2先滅【解析】當(dāng)開關(guān)S接通時,D1和D2應(yīng)該同時亮,但由于自感現(xiàn)象的存在,流過線圈的電流由零變大時,線圈

4、上產(chǎn)生的自感電動勢的方向是左邊為正極,右邊為負(fù)極,使通過線圈的電流從零開始慢慢增加,所以開始瞬時電流幾乎全部從D1通過,而該電流又將同時分路通過D2和R,所以D1先達(dá)最亮,經(jīng)過一段時間電路穩(wěn)定后,D1和D2達(dá)到一樣亮當(dāng)開關(guān)S斷開時,電源電流立即為零,因此D2立刻熄滅,而對于D1,由于通過線圈的電流突然減弱,線圈中產(chǎn)生自感電動勢(右端為正極,左端為負(fù)極),使線圈L和D1組成的閉合電路中有感應(yīng)電流,所以D1后滅應(yīng)選A.【答案】A5如圖所示,豎直面內(nèi)的虛線上方是一勻強(qiáng)磁場B,從虛線下方豎直上拋一正方形線圈,線圈越過虛線進(jìn)入磁場,最后又落回原處,運(yùn)動過程中線圈平面保持在豎直平面內(nèi),不計(jì)空氣阻力,則()

5、A上升過程克服磁場力做的功大于下降過程克服磁場力做的功B上升過程克服磁場力做的功等于下降過程克服磁場力做的功C上升過程克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率D上升過程克服重力做功的平均功率等于下降過程中重力的平均功率【解析】線圈上升過程中,加速度較大且在減速,下降過程中,運(yùn)動情況比較復(fù)雜,有加速、減速或勻速等,把上升過程看做反向的加速,可以比較在運(yùn)動到同一位置時,線圈速度都比下降過程中相應(yīng)的速度要大,可以得到結(jié)論:上升過程中克服安培力做功多;上升過程時間短,故正確選項(xiàng)為A、C.【答案】AC 6如圖所示,閉合導(dǎo)線框的質(zhì)量可以忽略不計(jì),將它從如圖所示位置勻速向右拉出勻強(qiáng)磁場若第一次用0

6、.3s拉出,外力所做的功為W1,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q1;第二次用0.9s拉出,外力所做的功為W2,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量為q2,則()AW1W2,q1q2 BW1W2,q1q2 DW1W2,q1q27如圖所示,AOC是光滑的金屬導(dǎo)軌道,AO沿豎直方向,OC沿水平方向,PQ是一根金屬直桿如圖所示立在導(dǎo)軌上,直桿從圖示位置由靜止開始在重力作用下運(yùn)動,運(yùn)動過程中Q端始終在OC上,P端始終在AO上,直到完全落在OC上空間存在著垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,則在PQ棒滑動的過程中,下列判斷正確的是()A感應(yīng)電流的方向始終是由PQB感應(yīng)電流方向先是由PQ,再是由QPCPQ受磁場力的方向垂直于棒向左DPQ

7、受磁場力的方向垂直于棒先向左,再向右【解析】棒PQ在下滑的過程中,棒與AO之間的夾角為,棒長為L,與導(dǎo)軌所圍三角形POQ的面積為SL2sincosL2sin2,棒在下滑的過程中棒與AO間的夾角是由零逐漸增大到90,由面積表達(dá)式可知,當(dāng)45時,面積S有最大值,而磁場是勻強(qiáng)磁場,故當(dāng)PQ在沿AO下滑的過程中,棒與金屬導(dǎo)軌所組成的回路中的磁通量是先增大后減小,那么回路中感應(yīng)電流的磁場方向先與原磁場方向相反,是垂直于紙面向內(nèi),后與原磁場方向相同,是垂直于紙面向外,由安培定則可以確定感應(yīng)電流的方向先是由PQ,再由QP,再由左手定則可以確定棒受磁場力的方向垂直于棒先向左,后向右【答案】BD8如圖,在勻強(qiáng)磁

8、場中固定放置一根串接一電阻R的直角形金屬導(dǎo)軌aOb(在紙面內(nèi)),磁場方向垂直于紙面朝里,另有兩根金屬導(dǎo)軌c、d分別平行于Oa、Ob放置保持導(dǎo)軌之間接觸良好,金屬導(dǎo)軌的電阻不計(jì)現(xiàn)經(jīng)歷以下四個過程:以速度v移動d,使它與Ob的距離增大一倍;再以速率v移動c,使它與Oa的距離減小一半;然后,再以速率2v移動c,使它回到原處;最后以速率2v移動d,使它也回到原處設(shè)上述四個過程中通過電阻R的電荷量的大小依次為Q1、Q2、Q3和Q4,則()AQ1Q2Q3Q4 BQ1Q22Q32Q4C2Q12Q2Q3Q4 DQ2Q2Q3Q4【解析】由Qtt可知,在四種移動情況下變化的面積是相同的,則磁通量變化相同,跟導(dǎo)軌移

9、動的速度無關(guān),跟移動的時間也無關(guān),所以A選項(xiàng)正確【答案】A9(2013遼寧盤錦一模)如圖所示,邊長為L的正方形導(dǎo)線框質(zhì)量為m,由距磁場H高處自由下落,其下邊ab進(jìn)入勻強(qiáng)磁場后,線圈開始做減速運(yùn)動,直到其上邊cd剛剛穿出磁場時,速度減為ab邊進(jìn)入磁場時的一半,磁場的寬度也為L,則線框穿越勻強(qiáng)磁場過程中產(chǎn)生的焦耳熱為 ()A2mgL B2mgLmgHC2mgLmgH D2mgLmgH【解析】設(shè)ab剛進(jìn)入磁場時的速度為v1,cd剛穿出磁場時的速度v2線框自開始進(jìn)入磁場到完全穿出磁場共下落高度為2L.由題意得mvmgHmvmg2LmvQ由得Q2mgLmgH.C選項(xiàng)正確【答案】C10(2013武漢調(diào)研)

10、如圖所示,等腰三角形內(nèi)分布有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場,它的底邊在x軸上且長為2L,高為L.紙面內(nèi)一邊長為L的正方形導(dǎo)框沿x軸正方向做勻速直線運(yùn)動穿過磁場區(qū)域,在t0時刻恰好位于圖中所示的位置以順時針方向?yàn)閷?dǎo)線框中電流的正方向,在下面四幅圖中能夠正確表示電流位移(Ix)關(guān)系的是()【解析】線框進(jìn)入磁場的過程中,線框的右邊做切割磁感線運(yùn)動,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,從而在整個回路中產(chǎn)生感應(yīng)電流,由于線框做勻速直線運(yùn)動,且切割磁感線的有效長度不斷增加,其感應(yīng)電流的大小不斷增加,由右手定則,可判定感應(yīng)電流的方向是順時針的;線框全部進(jìn)入磁場后,線框的左邊和右邊同時切割磁感線,當(dāng)xL時,回路中的感應(yīng)電流不斷減小,由

11、右手定則可判定感應(yīng)電流的方向是順時針;當(dāng)Lx3a),在3t0時刻線框到達(dá)2位置速度又為v0并開始離開勻強(qiáng)磁場此過程中vt圖象如圖b所示,則()At0時,線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為Bav0B在t0時刻線框的速度為v0C線框完全離開磁場的瞬間位置3的速度一定比t0時刻線框的速度大D線框從1位置進(jìn)入磁場到完全離開磁場位置3過程中線框中產(chǎn)生的電熱為2Fb【解析】t0時,線框右側(cè)邊MN的兩端電壓為外電壓,為Bav0,A項(xiàng)錯誤;從t0時刻至3t0時刻線框做勻加速運(yùn)動,加速度為,故在t0時刻的速度為v02at0v0,B項(xiàng)錯誤;因?yàn)閠0時刻和t3t0時刻線框的速度相等,進(jìn)入磁場和穿出磁場的過程中受力情況相同,

12、故在位置3時的速度與t0時刻的速度相等,C項(xiàng)錯誤;線框在位置1和位置3時的速度相等,根據(jù)動能定理,外力做的功等于克服安培力做的功,即有FbQ,所以線框穿過磁場的整個過程中,產(chǎn)生的電熱為2Fb,D項(xiàng)正確【答案】D12(2013浙江杭州質(zhì)檢)超導(dǎo)磁懸浮列車是利用超導(dǎo)體的抗磁作用使列車車體向上浮起,同時通過周期性地變換磁極方向而獲得的推進(jìn)動力的新型交通工具其推進(jìn)原理可以簡化為如圖所示的模型:在水平面上相距L的兩根平行直導(dǎo)軌間,有豎直方向等距離分布的勻強(qiáng)磁場B1和B2,且B1B2B,每個磁場的寬度都是L,相間排列,所有這些磁場都以相同的速度向右勻速運(yùn)動,這時跨在兩導(dǎo)軌間的長為L,寬為L的金屬框abcd

13、(懸浮在導(dǎo)軌上方)在磁場力作用下也將會向右運(yùn)動設(shè)金屬的總電阻為R,運(yùn)動中所受到的阻力恒為Ff,金屬框的最大速度為vm,則磁場向右勻速運(yùn)動的速度v可表示為()Av(B2L2vmFfR)/(B2L2)Bv(4B2L2vmFfR)/(4B2L2)Cv(4B2L2vmFfR)/(4B2L2)Dv(2B2L2vmFfR)/(2B2L2)【解析】導(dǎo)體棒ad和bc各以相對磁場的速度(vvm)切割磁感線運(yùn)動,由右手定則可知回路中產(chǎn)生的電流方向?yàn)閍bcda,回路中產(chǎn)生的電動勢為E2BL(vvm),回路中電流為:I2BL(vvm)/R,由于左右兩邊ad和bc均受到安培力,則合安培力F合2BLI4B2L2(vvm)

14、/R,依題意金屬框達(dá)到最大速度時受到的阻力與安培力平衡,則FfF合,解得磁場向右勻速運(yùn)動的速度v(4B2L2vmFfR)/(4B2L2),B對【答案】B13(2013北京西城區(qū)抽樣測試)實(shí)驗(yàn)室經(jīng)常使用的電流表是磁電式儀表這種電流表的構(gòu)造如圖甲所示蹄形磁鐵和鐵芯間的磁場是均勻地輻向分布的當(dāng)線圈通以如圖乙所示的電流,下列說法正確的是()A線圈轉(zhuǎn)到什么角度,它的平面都跟磁感線平行B線圈轉(zhuǎn)動時,螺旋彈簧被扭動,阻礙線圈轉(zhuǎn)動C當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置,b端受到的安培力方向向上D當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖乙所示的位置,安培力的作用使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動【解析】考查電流表的工作原理由輻向分布的磁場可知,線圈轉(zhuǎn)到任何位

15、置,它的平面都跟磁感線平行,A正確;通過線圈中的電流在磁場作用下產(chǎn)生的安培力的力矩與螺旋彈簧的扭動力矩平衡時,指針靜止,B正確;當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動到圖乙所示的位置時,根據(jù)左手定則,b端受到的安培力方向向下,C錯誤;使線圈沿順時針方向轉(zhuǎn)動,D正確【答案】ABD14(2013北京海淀區(qū)期末)如圖所示,光滑平行金屬軌道平面與水平面成角,兩軌道上端用一電阻R相連,該裝置處于勻強(qiáng)磁場中,磁場方向垂直軌道平面向上,質(zhì)量為m的金屬桿ab,以初速度v0從軌道底端向上滑行,滑行到某一高度h后又返回到底端若運(yùn)動過程中,金屬桿始終保持與導(dǎo)軌垂直且接觸良好,且軌道與金屬桿的電阻均忽略不計(jì),則 ()A整個過程中金屬桿所受合外力

16、的沖量大小為2mv0B上滑到最高點(diǎn)的過程中克服安培力與重力所做功之和等于mvC上滑到最高點(diǎn)的過程中電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱等于mvmghD金屬桿兩次通過斜面上的同一位置時電阻R的熱功率相同【解析】金屬桿從軌道底端滑上斜面到又返回到出發(fā)點(diǎn)時,由于電阻R上產(chǎn)生熱量,故返回時速度小于v0,故整個過程中金屬桿所受合外力的沖量大小小于2mv0,A錯誤;上滑到最高點(diǎn)時動能轉(zhuǎn)化為重力勢能和電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱(即克服安培力所做的功),BC正確;金屬桿兩次通過斜面上同一位置時的速度不同,電路的電流不同,故電阻的熱功率不同,D錯誤【答案】BC二、計(jì)算題(本題共包括4小題,共50分,解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式

17、和重要演算步驟,只寫出最后答案不能得分,有數(shù)值計(jì)算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)15截面積S0.2m2,匝數(shù)n100匝的線圈A,處在如圖(甲)所示的磁場中,磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間按圖(乙)所示規(guī)律變化,方向垂直線圈平面,規(guī)定向外為正方向電路中R14,R26,C30F,線圈電阻不計(jì)(1)閉合S穩(wěn)定后,求通過R2的電流; (2)閉合S一段時間后再斷開,則斷開后通過R2的電荷量是多少?【解析】由于線圈A所在的磁場變化引起穿過線圈的磁通量發(fā)生變化,產(chǎn)生感應(yīng)電動勢當(dāng)S閉合后,就有電流通過R1、R2.(1)由圖知B隨時間按線性變化,變化率0.2T/s.由法拉第電磁感應(yīng)定律得EnS4V.由楞次定律確定電流

18、方向,在01s內(nèi),原磁場為負(fù),即向里,大小在減小,故感應(yīng)電流的磁場方向與原磁場方向相同,因此由安培定則知線圈中的電流方向?yàn)轫槙r針方向從電路角度來看,線圈就是電源,其內(nèi)阻不計(jì),R1和R2串聯(lián)后構(gòu)成外電路,C與R2并聯(lián),當(dāng)電流恒定時,電容器支路中無電流由閉合電路歐姆定律得流過R2的電流I0.4A,方向向下(2)S閉合后,將對C充電,充電結(jié)束后電容器支路斷路,電容器兩端的電勢差等于R2兩端的電壓因此,其充電量QCUCE7.2105C.S斷開后,電容器通過R2放電,所以放電量為7.2105C.【答案】(1)0.4A,方向向下(2)7.2105C16兩根光滑的長直金屬導(dǎo)軌MN、MN平行置于同一水平面內(nèi),

19、導(dǎo)軌間距為l,電阻不計(jì),M、M處接有如圖所示的電路,電路中各電阻的阻值均為R,電容器的電容為C.長度也為l、阻值同為R的金屬棒ab垂直于導(dǎo)軌放置,導(dǎo)軌處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向豎直向下的勻強(qiáng)磁場中ab在外力作用下向右勻速運(yùn)動且與導(dǎo)軌保持良好接觸,在ab運(yùn)動距離為s的過程中,整個回路中產(chǎn)生的焦耳熱為Q.求:(1)ab運(yùn)動速度v的大小;(2)電容器所帶的電荷量q.【解析】本題是電磁感應(yīng)中的電路問題,ab切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢為電源電動勢可由EBLv計(jì)算其中v為所求,再結(jié)合閉合 (或部分)電路歐姆定律、焦耳定律,電容器及運(yùn)動學(xué)知識列方程可解得(1)設(shè)ab上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E,回路中的電流為I,ab

20、運(yùn)動距離s所用時間為t,三個電阻R與電源串聯(lián),總電阻為4R,則EBlv由閉合電路歐姆定律有It由焦耳定律有QI2(4R)t由上述方程得v(2)設(shè)電容器兩極板間的電勢差為U,則有UIR電容器所帶電荷量qCU解得q【答案】(1)(2)17日本專家研究調(diào)查得出了一個驚人的結(jié)論,東京高速道路所形成的振動可產(chǎn)生4GW以上的電力,這一數(shù)值相當(dāng)于供給東京23個區(qū)的家庭用電的4成如圖甲所示是某人設(shè)計(jì)的一種振動發(fā)電裝置,它的結(jié)構(gòu)是一個套在輻向形永久磁鐵槽中的半徑為r0.1m、匝數(shù)為n20的線圈,磁場的磁感線均沿半徑方向均勻分布(其右視圖如圖乙所示)在線圈所在位置磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小均為0.2T,線圈的電阻為1.

21、5,它的引出線接有質(zhì)量為0.01kg、電阻為0.5的金屬棒MN,MN置于傾角為30的光滑導(dǎo)軌上,導(dǎo)軌寬度為0.25m.外力推動線圈框架的P端,使線圈沿軸線做往復(fù)運(yùn)動,便有電流通過MN.當(dāng)線圈向右的位移x隨時間t變化的規(guī)律如圖丙所示時(x取向右為正),g10m/s2.求:(1)若MN固定不動,流過它的電流大小和方向? (2)若MN可自由滑動,至少要加多大的勻強(qiáng)磁場B才能使MN保持靜止,請?jiān)趫D丁中畫出磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化的圖象【解析】(1)由圖丙知線圈運(yùn)動速度:v0.8m/s線圈向右運(yùn)動時切割磁感線,且各處磁場方向與組成線圈的導(dǎo)線垂直,線圈產(chǎn)生電動勢:EnBLv2rnBv流過MN電流:I聯(lián)立以上

22、三式并代入數(shù)據(jù)得:I1A流過MN的電流方向從M到N.當(dāng)線圈向左運(yùn)動時,電流大小不變,流過MN的電流方向從N到M.(2)如圖所示MN受重力、斜面支持力和安培力作用處于靜止?fàn)顟B(tài),要使外加磁場B最小,即安培力最小,當(dāng)流過MN的電流從M到N時,由左手定則知磁場方向垂直軌道平面向下mgsin30BILB0.2T 當(dāng)流過MN的電流從N到M時,要使MN靜止,B的方向相反,即垂直軌道平面向上,以此方向?yàn)檎较?,則磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時間變化圖象如圖所示【規(guī)律總結(jié)】本題涵蓋力學(xué)中的位移圖象、三力平衡,電磁學(xué)中的安培力、感應(yīng)電動勢、閉合電路歐姆定律、左手定則等問題解本類綜合題的關(guān)鍵是按照物理現(xiàn)象的因果關(guān)系及本質(zhì)特征將其

23、分解為若干個簡單問題,再逐個解決18(2013河南省示范性高中模擬)如圖所示,光滑斜面的傾角30,在斜面上放置一矩形線框abcd,ab邊的邊長l11m,bc邊的邊長l20.6m,線框的質(zhì)量m1kg,電阻R0.1,線框與絕緣細(xì)線相連,現(xiàn)用F20N的恒力通過定滑輪向下拉細(xì)線并帶動線框移動(如圖所示),斜面上ef線(efgh)的右方有垂直斜面向上的勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5T,如果線框從靜止開始運(yùn)動,進(jìn)入磁場最初一段時間做勻速運(yùn)動,ef和gh的距離s18.6m,取g10m/s2,求:(1)線框進(jìn)入磁場前的加速度和線框進(jìn)入磁場時做勻速運(yùn)動的速度v;(2)簡要分析線框在整個過程中的運(yùn)動情況并求出ab邊

24、由靜止開始到運(yùn)動到gh線處所用的時間t;(3)ab邊運(yùn)動到gh線處的速度大小和在線框由靜止開始到運(yùn)動到gh線的整個過程中產(chǎn)生的焦耳熱【解析】(1)線框進(jìn)入磁場前,線框僅受到細(xì)線的拉力F,斜面的支持力和線框重力,設(shè)線框進(jìn)入磁場前的加速度為a,對線框由牛頓第二定律得Fmgsinma解得a15m/s2因?yàn)榫€框進(jìn)入磁場的最初一段時間做勻速運(yùn)動所以線框abcd受力平衡FmgsinFAab邊進(jìn)入磁場切割磁感線,產(chǎn)生的電動勢EBl1v形成的感應(yīng)電流I,受到的安培力FABIl1聯(lián)立上述各式得Fmgsin,代入數(shù)據(jù)解得v6m/s(2)線框abcd進(jìn)入磁場前,做勻加速直線運(yùn)動;進(jìn)磁場的過程中,做勻速直線運(yùn)動;進(jìn)入磁場后到運(yùn)動到gh線處,也做勻加速直線運(yùn)動進(jìn)磁場前線框的加速度大小為a15m/s2該階段運(yùn)動的時間為t1s0.4s進(jìn)磁場的過程中勻速運(yùn)動的時間為t2s0.1s線框完全進(jìn)入磁場后其受力情況同進(jìn)入磁場前,所以該階段的加速度大小仍為a15m/s2sl2vt3at解得:t31.2s因此ab邊由靜止開始運(yùn)動到gh線處所用的時間為tt1t2t31.7s(3)線框的ab邊運(yùn)動到gh線處的速度vvat36m/s151.2m/s24m/s整個運(yùn)動過程中產(chǎn)生的焦耳熱QFAl2(Fmgsin)l29J

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