中考物理分类复习传感器型动态电路.docx
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中考物理分类复习传感器型动态电路
2021年中考物理分类复习——传感器型动态电路
1.（2021陕西模拟）如图甲所示,是一种温度监控装置的电路原理图。
电源电压为8V,R为监控区安装的热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,R0是阻值为20Ω的定值电阻,闭合开关S,当监控区温度慢慢升高时,下列说法正确的是（ ）
A.温度升为40℃时,电流表的示数为0.3A
B.电压表、电流表的示数都变大
C.电压表与电流表示数的比值变大
D.电路消耗的总功率变大
2.（2021英山模拟）小华设计了一种输液提示器，能在护士站观察到药液量的变化．当袋中药液量减少时，为使电压表示数随之减小，符合要求的电路图是
A.
B.
C.
D.
3．（2021深圳模拟）图甲是一个环境温度监控电路图，电源电压不变。
R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻随温度的变化曲线如图乙。
闭合开关S，环境温度升高时（ ）
A．R的电阻变大
B．电压表的示数变小
C．电压表示数和电流表示数的乘积不变
D．电压表示数和电流表示数的比值不变
4.（2021龙门模拟）小明在医院看到一种输液警报器如图甲，当管内药液流完时，电铃发声，报警器内部有一可变电阻，当输液管内有液体时，电阻大；无液体时，电阻小。
电路如图乙，则当闭合开关报警器工作时，下列分析正确的是（ ）
A.输完药液时，电流表示数变小B.输完药液时，电压表示数变小
C.未输完药液时，电铃不响是因为没有电流通过D.输完药液时，电路消耗的电功率变大
5．（2021长沙模拟）如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图．电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P与挂钩固定在一起．不挂物体时，滑片P在R2最上端，挂上物体时，滑片P随挂钩向下移动，在电子秤量程范围内，则所挂物体越重，电流表示数越__________，电压表示数越__________．
6．（2021苏州模拟）如图甲是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池；A是电流表（电子秤示数表盘）；R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝，滑片在a端时，电流表示数为0.6A；在b端时，电流表示数为0.15A，C是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示，电源电压U＝ V，当电流表的指针指在0.3A处时，所称重物的质量m＝ kg。
（塑料盘的重力不计，g取10N/kg，不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端，所称物重最大时P在b端）
7.（2021英山模拟）如图所示为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化，电磁继电器利用___________原理工作，R2的阻值随光照强度的增大而___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），为了节约能源，照明灯L要晚一些打开，需要___________（选填“增大”或“减小”）R1的阻值。
8.（2021徐州模拟）据报道某列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。
某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。
如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。
研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3.他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
（1）上述实验装置中，当无风时电压表示数为______V；有风时，电路中的电流将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
本次实验他们采用的研究方法是______；
（2）由上述数据可得，单位面积风力与风速、含沙量之间有何定量关系（）
A.与风速成正比、与含沙量成正比
B.与风速成一次函数关系、与含沙量成反比
C.与风速的平方成正比、与含沙量成正比
D.与风速成反比、与含沙量成反比
（3）若车厢的纵向截面为一长方形（如图），车厢的高度h为3m，铁轨间距d为1.5m，车厢质量m为50t，风力方向如图所示，则吹翻车厢的风力为多大______？
若车厢的长度为l，沙尘暴是空气含沙量为ρ，
（2）中所列式子的系数为k，请用题中所给的符号写出此时风速的表达式______。
9．（2021长沙模拟）某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质
量）测量盒是一个底面积为10cm2、高为5cm、重4.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表；控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻，科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时测量盒底部始终与水平面相平行，不考虑大气压强的影响（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）．
求：
当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强为________Pa；继续将测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，则电源电压为________V．若将测量盒放入水平池底（R与池底未紧密结合，导线松弛），静止时电压表示数为3V，则池水深度为________m．
10．（2021潍坊模拟）某物理兴趣小组设计了一个探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示，已知电源电压为6V，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示，T为容器的阀门。
某次探测时，水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M，返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中并保持静止，打开阀门T随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示，在电压表示的数从2V变为4V的过程中，电流表的示数从0.4A变为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同）。
求：
（1）水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）矿石M浸没时受到的浮力；
（4）矿石M的密度。
11.（2021陕西模拟）吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。
利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。
电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160Ω的调控电阻,S为温控开关,通过S的断开或闭合,使箱内温度维持在37℃到42℃之间,孵化箱的额定电压为220V。
设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。
从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示。
（1）当温度等于或低于37℃时温控开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态。
（2）测试时的实际电压为多少?
（3）工作测试一个小时,电路消耗的电能为多少度?
（4）已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
假设升温过程中,发热电阻发出的热量84%被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少?
12．（2021陕西模拟）某学校科技小组为杜绝餐饮浪费的行为，为学校餐厅设计了如图甲所示的电路，控制电路的电源电压恒为6V，R0的阻值为100Ω，R1为压敏电阻，其阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，学生就餐完毕将剩余食物和餐盘放到称重盘称重，若剩余食物和餐盘的总质量达到或超过限定值，报警器发出报警声，若未达到限定值则绿灯亮。
（称重盘的量和电磁铁线圈的电阻忽略不计，g＝10N/kg）
（1）闭合开关S，根据安培定则可知电磁铁的上端是 极；当称重盘所受压力增大时，电磁铁磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”），当压力增大到一定值时，衔铁与B接触，电铃报警。
（2）若电流表示数为0.03A时，报警器报警，则称重盘中食物和餐盘的总质量的限定值为多少克？
（3）当称重盘中食物和餐盘的总质量为400g时，压敏电阻R1的电功率为多少？
（4）控制电路的电源使用时间久了，电源电压减小，若还想在原限定值时报警，需要怎样调整R0的阻值？
写出你的理由。
13．（2021深圳模拟）“道路千万条，安全第一条；行车不规范，亲人两行泪。
”酒后不开车是每个司机必须遵守的交通法规。
对此今年双节前后，我市公安部门在宣传交通规则的同时，也加大了对酒驾的查处。
如图甲是酒精测试仪工作电路原理图，电源电压U＝8V；R1为气敏电阻，它的阻值随气体中酒精含量的变化而变化，如图乙所示。
气体中酒精含量大于0且小于80mg/100mL为酒驾，达到或者超过80mg/100mL为醉驾。
使用前通过调零旋钮调节滑动变阻器R2的滑片，当酒精气体含量为0时，此时电压表示数为U1＝5V，调零后R2的滑片位置保持不变。
（1）当电压表示数为U1＝5V时，通过R1的电流多大？
（2）当电压表示数为U1＝5V时，R2接入电路中的阻值多少？
（3）某次检测中，电流表示数I1＝0.2A，请通过计算，判断此驾驶员属于酒驾还是醉驾。
14．（2021南京模拟）图甲所示是一个电子拉力计原理图。
电压表量程为0～3V，电流表量程为0～0.6A，小灯泡L上标有“3V0.6W”的字样，定值电阻R0的阻值为10Ω；A、B是一根长为40cm的均匀电阻丝，阻值R＝40Ω，硬质弹簧右端和金属滑片P固定在一起（P与R间的摩擦不计），当拉力F＝0N时，滑片P与A接触时，弹簧正好保持原长，当拉力为F时，电阻丝的B端与滑片P之间的距离为x，x与F的关系如表所示闭合开关S，当F＝0N时，电流表的示数为0.1A；当F＝700N时，电流表的示数为0.2A。
（灯泡阻值不变）
（1）小灯泡L正常工作时的电阻为多少？
（2）分析表格数据可知：
R接入电路阻值随拉力F变化的关系式是R＝ 。
（3）闭合开关，当F＝0N时，灯泡L的实际功率多大？
（4）该电子测力计的最大测量值为 N，若要使其增大，写出你的办法 （一种即可）。
15.（2021淄博模拟）小明观察到高速公路进出口处设有测量货车重力的检测装置，他利用学过的物理知识设计了一套测量货车重力的模拟装置，其工作原理如图甲所示。
OAB为水平杠杆，OB长1m，O为支点，OA：
AB＝1：
4，平板上物体所受重力大小通过电流表读数显示。
已知定值电阻R0的阻值为10Ω，压力传感器R固定放置，R的阻值随所受压力F变化的关系如图乙所示。
平板、压杆和杠杆的质量均忽略不计。
（1）当电池组电压U0＝12V，平板上物体所受重力分别是80N和100N时，闭合开关S，分别求出电流表的读数。
（2）电池组用久后电压变小为U1，这时平板上物体重100N时，电流表读数为0.3A，求U1的大小。
（3）在第
（2）问情况中，电池组电压大小为U1，要求平板上重为100N的物体对应的电流表读数和电池组电压U0＝12V的情况下相同，小明采取了两种解决办法：
①其它条件不变，只更换电阻R0，试求出更换后的R0′的大小。
②其它条件不变，只水平调节杠杆上触点A的位置，试判断并计算触点A应向哪个方向移动？
移动多少厘米？
16．（2021镇江模拟）如图所示是小明利用光敏电阻为居民楼门口设计的一种智能照明电路，L为“220V22W”的照明灯，天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，电磁铁A的线圈电阻忽略不计。
控制电路中，电源电压为4.5V．R1为阻值18Ω的定值电阻。
R2为光敏电阻，其阻值会随着光强的变化如下表所示。
（1）灯L正常工作时，通过它的电流是多少？
（2）当光强为8cd时，灯会自动熄灭，此时R2阻值为多少？
1分钟内R1上产生的热量为多少？
（3）小明想让光强为6cd时，灯就能自动熄灭，小明的方案是 。
2021年中考物理分类复习——传感器型动态电路参考答案
1.（2021陕西模拟）如图甲所示,是一种温度监控装置的电路原理图。
电源电压为8V,R为监控区安装的热敏电阻,其阻值随温度变化关系如图乙所示,R0是阻值为20Ω的定值电阻,闭合开关S,当监控区温度慢慢升高时,下列说法正确的是（ ）
A.温度升为40℃时,电流表的示数为0.3A
B.电压表、电流表的示数都变大
C.电压表与电流表示数的比值变大
D.电路消耗的总功率变大
【答案】D
2.（2021英山模拟）小华设计了一种输液提示器，能在护士站观察到药液量的变化．当袋中药液量减少时，为使电压表示数随之减小，符合要求的电路图是
A.
B.
C.
D.
【答案】C
3．（2021深圳模拟）图甲是一个环境温度监控电路图，电源电压不变。
R0为定值电阻，R是用半导体材料制成的热敏电阻，其电阻随温度的变化曲线如图乙。
闭合开关S，环境温度升高时（ ）
A．R的电阻变大
B．电压表的示数变小
C．电压表示数和电流表示数的乘积不变
D．电压表示数和电流表示数的比值不变
【答案】D。
4.（2021龙门模拟）小明在医院看到一种输液警报器如图甲，当管内药液流完时，电铃发声，报警器内部有一可变电阻，当输液管内有液体时，电阻大；无液体时，电阻小。
电路如图乙，则当闭合开关报警器工作时，下列分析正确的是（ ）
A.输完药液时，电流表示数变小B.输完药液时，电压表示数变小
C.未输完药液时，电铃不响是因为没有电流通过D.输完药液时，电路消耗的电功率变大
【答案】D
5．（2021长沙模拟）如图是小亮设计的“挂钩式电子秤”的电路原理图．电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，滑片P与挂钩固定在一起．不挂物体时，滑片P在R2最上端，挂上物体时，滑片P随挂钩向下移动，在电子秤量程范围内，则所挂物体越重，电流表示数越__________，电压表示数越__________．
【答案】小；大
6．（2021苏州模拟）如图甲是小红设计的电子秤原理图，其中E为干电池；A是电流表（电子秤示数表盘）；R是一根长为6cm、阻值为15Ω的均匀电阻丝，滑片在a端时，电流表示数为0.6A；在b端时，电流表示数为0.15A，C是一根弹簧，其所受压力F与压缩量△L的关系如图乙所示，电源电压U＝ V，当电流表的指针指在0.3A处时，所称重物的质量m＝ kg。
（塑料盘的重力不计，g取10N/kg，不称重物时滑片P刚好在电阻丝的a端，所称物重最大时P在b端）
【答案】3；2。
7.（2021英山模拟）如图所示为一款“智能照明灯”的电路，灯L天暗时自动发光，天亮时自动熄灭，控制电路中，电源电压恒定，R1为定值电阻，R2为光敏电阻，其阻值随光照强度而变化，电磁继电器利用___________原理工作，R2的阻值随光照强度的增大而___________（选填“变大”、“变小”或“不变”），为了节约能源，照明灯L要晚一些打开，需要___________（选填“增大”或“减小”）R1的阻值。
【答案】①.电流的磁效应②.变小③.减小
8.（2021徐州模拟）据报道某列车遭遇特大沙尘暴，列车从第1节车厢到第11节车厢相继被吹翻。
某研究小组为探索沙尘暴的威力，进行了模拟研究。
如图为测定沙尘暴风力的实验装置图，其中AB是一段水平放置的长为L的光滑均匀电阻丝，电阻丝阻值较大，一质量和电阻都不计的细长金属丝一端固定于O点，另一端悬挂球P，无风时细金属丝竖直，恰与电阻丝在B点接触，有风时细金属丝将偏离竖直方向，细金属丝与电阻丝始终保持良好的导电接触。
研究小组的同学对此装置分析中，知道金属球单位面积上所受到的水平风力大小与电压表的读数成正比，空气密度为1.3kg/m3，沙的密度为2.5×103kg/m3.他们对决定金属球单位面积上所受到的风力大小的因素，进行了如下的实验研究：
（1）上述实验装置中，当无风时电压表示数为______V；有风时，电路中的电流将______（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
本次实验他们采用的研究方法是______；
（2）由上述数据可得，单位面积风力与风速、含沙量之间有何定量关系（）
A.与风速成正比、与含沙量成正比
B.与风速成一次函数关系、与含沙量成反比
C.与风速的平方成正比、与含沙量成正比
D.与风速成反比、与含沙量成反比
（3）若车厢的纵向截面为一长方形（如图），车厢的高度h为3m，铁轨间距d为1.5m，车厢质量m为50t，风力方向如图所示，则吹翻车厢的风力为多大______？
若车厢的长度为l，沙尘暴是空气含沙量为ρ，
（2）中所列式子的系数为k，请用题中所给的符号写出此时风速的表达式______。
【答案】①.0②.不变③.控制变量法④.C⑤.
⑥.
9．（2021长沙模拟）某科技小组自制了一个测量池水深度的装置，如图甲，它主要是由控制盒和测量盒构成，其电路连接如图乙所示（连接导线带绝缘皮，足够长，不计电阻和质
量）测量盒是一个底面积为10cm2、高为5cm、重4.0N的圆柱体，其底部为压敏电阻R，R与水接触的表面涂有绝缘漆其阻值随下表面压力变化的部分参数见下表；控制盒中电源电压恒定，R0为定值电阻，科技小组的同学将测量盒缓慢浸入水中，工作时测量盒底部始终与水平面相平行，不考虑大气压强的影响（ρ水=1.0×103kg/m3，g=10N/kg）．
求：
当测量盒浸入深度为1m时，电压表的示数为1.5V，求此时R底部受到水的压强为________Pa；继续将测量盒浸入深度为2m时，电压表的示数为2.0V，则电源电压为________V．若将测量盒放入水平池底（R与池底未紧密结合，导线松弛），静止时电压表示数为3V，则池水深度为________m．
【答案】1×104；6；4.65
10．（2021潍坊模拟）某物理兴趣小组设计了一个探测湖底未知属性的矿石密度的装置，其部分结构如图甲所示，已知电源电压为6V，R0为定值电阻，滑动变阻器R的阻值随弹簧的拉力F变化关系如图乙所示，T为容器的阀门。
某次探测时，水下机器人潜入100m深的湖底取出矿石样品M，返回实验室后，将矿石样品M悬挂于P点放入容器中并保持静止，打开阀门T随着水缓慢注入容器，电压表示数U随容器中水的深度h变化关系如图丙中的实线所示，在电压表示的数从2V变为4V的过程中，电流表的示数从0.4A变为0.2A（弹簧电阻忽略不计，矿石M不吸水，湖水密度与水相同）。
求：
（1）水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强；
（2）定值电阻R0的阻值；
（3）矿石M浸没时受到的浮力；
（4）矿石M的密度。
【答案】解：
（1）水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强：
p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×100m＝1×106Pa；
（2）由电路图可知，R0与R串联，电压表测R两端的电压，电流表测电路中的电流，
由串联电路的电压特点知，R两端电压由2V变成4V时，则△U0＝2V，
电流表的示数从0.4A变为0.2A，则△I0＝0.2A，
R0为定值电阻，由欧姆定律可得，R0＝
＝
＝10Ω；
解得：
R0＝10Ω；
（3）当电压表示数为2V，电路中的电流：
I1＝0.4A，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R1＝
＝
＝5Ω，
由图乙可知，此时拉力F1＝22.5N，
当电压表示数为4V时，电路中的电流：
I2＝0.2A，
滑动变阻器接入电路中的电阻：
R2＝
＝
＝20Ω，
由图乙可知，此时拉力F2＝15N，
由于是往容器中缓慢注水，结合图丙可知：
①当容器内水的深度在0～h1时，矿石没有浸在水中，不受浮力，此时弹簧的拉力与重力平衡，拉力最大；
②当容器内水的深度在h1～h2时，矿石浸在水中受浮力的作用，水的深度增加，浮力增大，拉力减小；
③当容器内水的深度大于h2时，矿石浸没在水中，浮力最大且不变，此时拉力最小。
结合上述分析可知：
矿石的重G＝F1＝22.5N，矿石浸没在水中时拉力为F2＝15N；
根据称量法测浮力可知，矿石浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F2＝22.5N﹣15N＝7.5N；
（4）根据F浮＝ρ水gV排可得矿石的体积：
V＝V排＝
＝
＝7.5×10﹣4m3，
矿石M的密度：
ρ＝
＝
＝
＝3×103kg/m3。
答：
（1）水下机器人在100m深的湖底取样时受到水的压强为1×106Pa；
（2）定值电阻R0的阻值为10Ω
（3）矿石M浸没时受到的浮力为7.5N；
（4）矿石M的密度为3×103kg/m3。
11.（2021陕西模拟）吴丽设计了一个内有水箱的孵化箱。
利用图甲所示电路,对水箱内的水加热。
电路中R是阻值恒为40Ω的发热电阻,R0是阻值恒为160Ω的调控电阻,S为温控开关,通过S的断开或闭合,使箱内温度维持在37℃到42℃之间,孵化箱的额定电压为220V。
设计完成后,吴丽对孵化箱进行了工作测试。
从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,电路中的电流随时间变化的图像如图乙所示。
（1）当温度等于或低于37℃时温控开关应处于 （选填“断开”或“闭合”）状态。
（2）测试时的实际电压为多少?
（3）工作测试一个小时,电路消耗的电能为多少度?
（4）已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）。
假设升温过程中,发热电阻发出的热量84%被水吸收,不考虑热量散失,则测试时水箱内水的质量为多少?
【答案】解:
（1）闭合 （1分）
（2）从孵化箱温度刚刚变为42℃开始计时,此时开关S断开,两电阻串联,由图乙知此时的电流为1A
根据I=
可知测试时的实际电压为:
U=I（R+R0）=1A×（40Ω+160Ω）=200V （2分）
（3）由图乙知一个循环中,较大功率工作10s,较小功率工作40s,总共50s;工作测试一个小时,总共有
=72个循环,较大功率总共工作10s×72=720s=0.2h,较小功率总共工作40s×72=2880s=0.8h
P大实=UI大=200V×5A=1000W=1kW
P小实=UI小=200V×1A=200W=0.2kW
电路消耗的电能:
W=P大实t1+P小实t2=1kW×0.2h+0.2kW×0.8h=0.36kW•h （3分）
（4）加热一次消耗的电能:
W'=P大t1'=1000W×10s=10000J
水吸收的热量Q=ηW'=84%×10000J=8400J
根据Q=cmΔt得水的质量:
m=
=
=0.4kg （3分）
12．（2021陕西模拟）某学校科技小组为杜绝餐饮浪费的行为，为学校餐厅设计了如图甲所示的电路，控制电路的电源电压恒为6V，R0的阻值为100Ω，R1为压敏电阻，其阻值随压力大小变化的图像如图乙所示，学生就餐完毕将剩余食物和餐盘放到称重盘称重，若剩余食物和餐盘的总质量达到或超过限定值，报警器发出报警声，若未达到限定值则绿灯亮。
（称重盘的量和电磁铁线圈的电阻忽略不计，g＝10N/kg）
（1）闭合开关S，根据安培定则可知电磁铁的上端是 极；当称重盘所受压力增大时，电磁铁磁性 （选填“增强”“减弱”或“不变”），当压力增大到一定值时，衔铁与B接触，电铃报警。
（2）若电流表示数为0.03A时，报警器报警，则称重盘中食物和餐盘的总质量的限定值为多少克？
（3）当称重盘中食物和餐盘的总质量为400g时，压敏电阻R1的电功率为多少？
（4）控制电路的电源使用时间久了，电源电压减小，若还想在原限定值时报警，需要怎样调整
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