鲁科版物理同步习题选修32.docx
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鲁科版物理同步习题选修32
第四模块选修3—2
第九章电磁感应
第一单元电磁感应现象楞次定律
第二单元法拉第电磁感应定律自感
第三单元电磁感应规律的综合应用
章末综合检测
第十章交变电流传感器
第一单元交变电流的产生及描述
第二单元变压器电能的输送
第三单元传感器的原理及应用
第四单元实验：
传感器的简单使用
章末综合检测
第四模块第9章第1单元
一、选择题
1．（2008年海南卷）一航天飞机下有一细金属杆，杆指向地心．若仅考虑地磁场的影响，则当航天飞机位于赤道上空
（ ）
A．由东向西水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
B．由西向东水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由上向下
C．沿经过地磁极的那条经线由南向北水平飞行时，金属杆中感应电动势的方向一定由下向上
D．沿经过地磁极的那条经线由北向南水平飞行时，金属杆中一定没有感应电动势
图18
2．如图19所示，在平面上有两条相互垂直且彼此绝缘的长通电直导线，以它们为坐标轴构成一个平面直角坐标系．四个相同的闭合圆形线圈在四个象限中完全对称放置，两条导线中电流大小与变化情况相同，电流方向如图所示，当两条导线中的电流都开始增大时，四个线圈a、b、c、d中感应电流的情况是
（ ）
A．线圈a中无感应电流
B．线圈b中无感应电流
C．线圈c中有顺时针方向的感应电流
D．线圈d中有逆时针方向的感应电流
图21
3．如图21所示，虚线a′b′c′d′内为一匀强磁场区域，磁场方向竖直向下，矩形闭合金属线框abcd以一定的速度沿光滑绝缘水平面向磁场区域运动．下图所给出的是金属框的四个可能达到的位置，则金属框的速度不可能为零的位置是
4．如图22所示，水平桌面上放有一个闭合铝环，在铝环轴线上方有一个条形磁铁．当条形磁铁沿轴线竖直向下迅速移动时，下列判断正确的是
图22
（ ）
A．铝环有收缩趋势，对桌面压力减小B．铝环有收缩趋势，对桌面压力增大
C．铝环有扩张趋势，对桌面压力减小D．铝环有扩张趋势，对桌面压力增大
5．（2008年四川卷）在沿水平方向的匀强磁场中，有一圆形金属线圈可绕沿其直径的竖直轴自由转动．开始时线圈静止，线圈平面与磁场方向既不平行也不垂直，所成的锐角为α.在磁场开始增强后的一个极短时间内，线圈平面
（ ）
A．维持不动
B．将向使α减小的方向转动
C．将向使α增大的方向转动
D．将转动，因不知磁场方向，不能确定α会增大还是会减小
图23
6．（2010年福建模拟）如图23所示为两个同心闭合线圈的俯视图，若内线圈通有图示方向的电流I1，则当I1增大时，外线圈中的感应电流I2的方向及I2受到的安培力F的方向分别是
（ ）
A．I2顺时针方向，F沿半径指向圆心
B．I2顺时针方向，F沿半径背离圆心向外
C．I2逆时针方向，F沿半径指向圆心
D．I2逆时针方向，F沿半径背离圆心向外
7．如图24所示，MN、GH为平行导轨，AB、CD为跨在导轨上的两根杆，导轨和横杆均为导体，有匀强磁场垂直于导轨所在的平面，方向如图24所示．用I表示回路中的电流，则
（ ）
A．当AB不动而CD向右滑动时，I≠0且沿顺时针方向
B．当AB向左、CD向右滑动且速度相等时，I＝0
C．当AB、CD都向右滑动且速度相等时，I＝0
D．当AB、CD都向右滑动，且AB速度大于CD时，I≠0，且沿逆时针方向
图24
8．如图25所示，一闭合的金属环从静止开始由高处下落通过条形磁铁后继续下落，空气阻力不计，则在圆环下落的运动过程中，下列说法正确的是
（ ）
图25
A．在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在下方大于g
B．在磁铁的上方时，圆环的加速度小于g，在圆环下方时也小于g
C．圆环在磁铁的上方时，加速度小于g，在下方时等于g
D．圆环在磁铁的上方时，加速度大于g，在下方时小于g
9．如图26所示，处于匀强磁场中的平行金属导轨跟大线圈P相接，导轨上放一导线ab，大线圈P内有同圆心的闭合小线圈M，要使M中产生顺时针方向的感应电流，则导线ab的运动是
（ ）
A．匀速向右运动 B．加速向右运动
C．减速向右运动D．加速向左运动
图26
10．如图27所示，通过水平绝缘传送带输送完全相同的铜线圈，线圈均与传送带以相同的速度匀速运动．为了检测出个别未闭合的不合格线圈，让传送带通过一固定匀强磁场区域，磁场方向垂直于传送带，线圈进入磁场前等距离排列，穿过磁场后根据线圈间的距离，就能够检测出不合格线圈，通过观察图形，判断下列说法正确的是
（ ）
图27
A．若线圈闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动
B．若线圈不闭合，进入磁场时，线圈相对传送带向后滑动
C．从图中可以看出，第2个线圈是不合格线圈
D．从图中可以看出，第3个线圈是不合格线圈
二、计算题
图28
11．磁感应强度为B的匀强磁场仅存在于边长为2l的正方形范围内，有一个电阻为R、边长为l的正方形导线框abcd，沿垂直于磁感线方向，以速度v匀速通过磁场，如图28所示，从ab进入磁场时开始计时．
（1）画出穿过线框的磁通量随时间变化的图象；
（2）判断线框中有无感应电流．若有，请判断出感应电流的方向．
.
12．我国铁路运输能力不足，制约着国民经济的发展．在每年的“春运高峰”和“假日消费黄金周”，出行难总是人们议论的焦点话题．因此，我国需要建设更多的铁路，包括发展高速铁路．
（1）有一种高速磁悬浮列车的设计方案，在每节车厢底部安装强磁铁（磁场方向向下），并在两条铁轨之间沿途平放一系列线圈．下列说法不正确的是
（ ）
A．当列车运动时，通过线圈的磁通量会发生变化
B．列车速度越快，通过线圈的磁通量变化越快
C．列车运动时，线圈中会产生感应电流
D．线圈中的感应电流的大小与列车速度无关
（2）磁悬浮列车在行进时会“浮”在轨道上，从而可高速行驶．高速行驶的原因是列车浮起后
（ ）
A．减小了列车的惯性B．减小了地球与列车的引力
C．减小了列车与铁轨间的摩擦力D．减小了列车所受的空气阻力
（3）假设列车从静止开始做匀加速运动，经过500m的路程后，速度达到360km/h，整个列车的质量为1.0×105kg.如果不计阻力，在此匀加速阶段，求牵引力的最大功率．
第四模块第9章第2单元
一、选择题
1．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，自感电动势就一定越大
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
2．如图18甲所示，水平面上的平行导轨MN、PQ上放着两根导体棒ab、cd，两棒间用绝缘丝线系住．开始，匀强磁场垂直于纸面向里，磁感应强度B随时间t的变化如图18乙所示．I和FT分别表示流过导体棒中的电流和丝线的拉力．则在t0时刻
（ ）
图18
A．I＝0，FT＝0B．I＝0，FT≠0
C．I≠0，FT＝0D．I≠0，FT≠0
3．如图19竖直向下的匀强磁场中，将一水平放置的金属棒ab以水平速度v0抛出，设整个过程中，棒的取向不变，且不计空气阻力，则金属棒运动过程中产生的感应电动势的大小变化情况应是
图19
（ ）
A．越来越大B．越来越小C．保持不变D．无法判断
4．如图20所示，平行导轨间距为d，一端跨接一个电阻R，匀强磁场的磁感应强度为B，方向垂直于平行金属导轨所在平面．一根金属棒与导轨成θ角放置，金属棒与导轨的电阻均不计．当金属棒沿垂直于棒的方向以恒定的速度v在金属导轨上滑行时，通过电阻R的电流是（ ）
A.
B.
C.
D.
图20
5．物理实验中，常用一种叫做“冲击电流计”的仪器测定通过电路的电荷量，如图21所示，探测线圈与冲击电流计串联后可用来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.若将线圈放在被测匀强磁场中，开始线圈平面与磁场垂直，现把探测线圈翻转180°，冲击电流计测出通过线圈的电荷量为q，
图21
由上述数据可测出被测磁场的磁感应强度为
（ ）
A.
B.
C.
D.
6．如图22（a）、（b）所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S，使电路达到稳定，灯泡A发光，则
（ ）
图22
A．在电路（a）中，断开S后，A将逐渐变暗
B．在电路（a）中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗
C．在电路（b）中，断开S后，A将逐渐变暗
D．在电路（b）中，断开S后，A将先变得更亮，然后渐渐变暗
7．（2009年北师大）如图23所示，等腰直角三角形OPQ区域内存在匀强磁场，另有一等腰直角三角形导线框ABC以恒定的速度沿垂直于磁场方向穿过磁场，穿越过程中速度方向始终与AB边垂直，且保持AC平行于OQ.关于线框中的感应电流，以下说法正确的是（ ）
A．开始进入磁场时感应电流最小
B．开始进入磁场时感应电流最大
C．开始进入磁场时感应电流沿顺时针方向
D．开始穿出磁场时感应电流沿顺时针方向
图23
8．（2009年山东卷）如图24所示，一导线弯成半径为a的半圆形闭合回路．虚线MN右侧有磁感应强度为B的匀强磁场，方向垂直于回路所在的平面．回路以速度v向右匀速进入磁场．直径CD始终与MN垂直．从D点到达边界开始到C点进入磁场为止，下列结论正确的是
（ ）
图24
A．感应电流方向不变
B．CD段直导线始终不受安培力
C．感应电动势最大值Em＝Bav
D．感应电动势平均值
＝
πBav
9．如图25所示是测定自感系数很大的线圈L直流电阻的电路，L两端并联一只电压表，用来测自感线圈的直流电压，在测量完毕后，将电路解体时应先
（ ）
图25
A．断开S1B．断开S2C．拆除电流表D．拆除电阻R
10．（2008年山东卷）两根足够长的光滑导轨竖直放置，间距为L，底端接阻值为R的电阻．将质量为m的金属棒悬挂在一个固定的轻弹簧下端，金属棒和导轨接触良好，导轨所在平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，如图26所示，除电阻R外其余电阻不计．现将金属棒从弹簧原长位置由静止释放，则
（ ）
图26
A．释放瞬间金属棒的加速度等于重力加速度g
B．金属棒向下运动时，流过电阻R的电流方向为a→b
C．金属棒的速度为v时，所受的安培力大小为F＝
D．电阻R上产生的总热量等于金属棒重力势能的减少
二、计算题
图27
11．位于竖直平面内的矩形平面导线框abdc，ab长L1＝1.0m，bd长L2＝0.5m，线框的质量m＝0.2kg，电阻R＝2Ω.其下方有一匀强磁场区域，该区域的上、下边界PP′和QQ′均与ab平行．两边界间距离为H，H>L2，磁场的磁感应强度B＝1.0T，方向与线框平面垂直。
如图27所示，令线框的dc边从离磁场区域上边界PP′的距离为h＝0.7m处自由下落．已知线框的dc边进入磁场以后，ab边到达边界PP′之前的某一时刻线框的速度已达到这一阶段的最大值．问从线框开始下落，到dc边刚刚到达磁场区域下边界QQ′的过程中，磁场作用于线框的安培力所做的总功为多少？
（g取10m/s2）
12．如图28所示，平行导轨置于磁感应强度为B的匀强磁场中（方向垂直于纸面向里），间距为L，左端电阻为R，其余电阻不计，导轨右端接一电容为C的电容器．现有一长2L的金属棒ab放在导轨上，ab以a为轴顺时针以角速度ω转过90°的过程中，通过R的电荷量为多少？
图28
第四模块第9章第3单元
一、选择题
图14
1．边长为h的正方形金属导线框，从如图14所示的初始位置由静止开始下落，通过一匀强磁场区域，磁场方向是水平的且垂直于线框平面，磁场区域宽度等于H，上下边界如图14中水平虚线所示，H>h.从线框开始下落到完全穿过磁场区域的整个过程中
（ ）
A．线框中总是有感应电流存在
B．线框受到的磁场力的合力的方向有时向上，有时向下
C．线框运动的加速度方向始终是向上的
D．线框速度的大小不一定总是在增大
图15
2．如图15所示，在一匀强磁场中有一U形导线框abcd，线框处于水平面内，磁场与线框平面垂直，R为一电阻，ef为垂直于ab的一根导体杆，它可在ab、cd上无摩擦地滑动．杆ef及线框中导线的电阻都可不计．开始时，给ef一个向右的初速度，则
（ ）
A．ef将减速向右运动，但不是匀减速
B．ef将匀减速向右运动，最后停止
C．ef将匀速向右运动
D．ef将往返运动
图16
3．如图16所示，竖直平面内有一金属环，半径为a，总电阻为R（指拉直时两端的电阻），磁感应强度为B的匀强磁场垂直穿过环平面，与环的最高点A用铰链连接长度为2a、电阻为
的导体棒AB，AB由水平位置紧贴环面摆下，当摆到竖直位置时，B点的线速度为v，则这时AB两端的电压大小为
（ ）
A.
B.
C.
D．Bav
图17
4．如图17所示，质量为m，高为h的矩形导线框在竖直面内下落，其上下两边始终保持水平，途中恰好匀速穿过一有理想边界，高亦为h的匀强磁场区域，线框在此过程中产生的内能为
（ ）
A．mgh
B．2mgh
C．大于mgh而小于2mgh
D．大于2mgh
5．如图18所示，两光滑平行金属导轨间距为L，直导线MN垂直跨在导轨上，且与导轨接触良好，整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度为B.电容器的电容为C，除电阻R外，导轨和导线的电阻均不计．现给导线MN一初速度，使导线MN向右运动，当电路稳定后，MN以速度v向右做匀速运动时
（ ）
A．电容器两端的电压为零
B．电阻两端的电压为BLv
C．电容器所带电荷量为CBLv
D．为保持MN匀速运动，需对其施加的拉力大小为
图18
6．粗细均匀的电阻丝围成的正方形线框置于有界匀强磁场中，磁场方向垂直于线框平面，其边界与正方形线框的边平行．现使线框以同样大小的速度沿四个不同方向平移出磁场，如下图所示，则在移出过程中线框的一边a、b两点间电势差绝对值最大的是
（ ）
7．如图19所示，平行导轨与水平地面成θ角，沿水平方向横放在平行导轨上的金属棒ab处于静止状态．现加一个竖直向下的匀强磁场，且使磁场的磁感应强度逐渐增大，直
ab开始运动，在运动之前金属棒ab受到的静摩擦力可能是
（ ）
A．逐渐减小，方向不变
B．逐渐增大，方向不变
C．先减小后增大，方向发生变化
D．先增大后减小，方向发生变化
8．在竖直向上的匀强磁场中，水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈，规定线圈中感应电流的正方向如图21甲所示，当磁场的磁感应强度B随时间t做如图21乙变化时，下列选项中能正确表示线圈中感应电动势E变化的是
（ ）
图21
9．如图22所示，用铝板制成U型框，将一质量为m的带电小球用绝缘细线悬挂在框中，使整体在匀强磁场中沿垂直于磁场方向向左以速度v匀速运动，悬挂拉力为FT，
图22
则
（ ）
A．悬线竖直，FT＝mg
B．悬线竖直，FT>mg
C．悬线竖直，FTD．无法确定FT的大小和方向
10．（2009年福建卷）如图23所示，固定放置在同一水平面内的两根平行长直金属导轨的间距为d，其右端接有阻值为R的电阻，整个装置处在竖直向上磁感应强度大小为B的匀强磁场中．一质量为m（质量分布均匀）的导体杆ab垂直于导轨放置，且与两导轨保持良好接触，杆与导轨之间的动摩擦因数为μ.现杆在水平向左、垂直于杆的恒力F作用下从静止开始沿导轨运动距离l时，速度恰好达到最大（运动过程中杆始终与导轨保持垂直）．设杆接入电路的电阻为r，导轨电阻不计，重力加速度大小为g．则此过程
（ ）
A．杆的速度最大值为
B．流过电阻R的电量为
C．恒力F做的功与摩擦力做的功之和等于杆动能的变化量
D．恒力F做的功与安培力做的功之和大于杆动能的变化量
二、计算题
11．矩形线圈abcd，长ab＝20cm，宽bc＝10cm，匝数n＝200，线圈回路总电阻R＝5Ω.整个线圈平面内均有垂直于线框平面的匀强磁场穿过，若匀强磁场的磁感应强度B随时间t的变化规律如图24所示，求：
（1）线圈回路中产生的感应电动势和感应电流；
（2）当t＝0.3s时，线圈的ab边所受的安培力大小；
（3）在1min内线圈回路产生的焦耳热．
12．如图25所示，MN、PQ两条平行的光滑金属轨道与水平面成θ角固定，轨距为d.空间存在匀强磁场，磁场方向垂直于轨道平面向上，磁感应强度为B.P、M间所接电阻阻值为R.质量为m的金属杆ab水平放置在轨道上，其有效电
阻为r.现从静止释放ab，当它沿轨道下滑距离时，达到最大速度．若轨道足够长且电阻不计，重力加速度为g.求：
（1）金属杆ab运动的最大速度；
（2）金属杆ab运动的加速度为
gsinθ时，电阻R上的电功率；
（3）金属杆ab从静止到具有最大速度的过程中，克服安培力所做的功．
第9章末综合检测
一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分）
1．一个单匝线圈放在磁场中，下列的几种说法正确的是（ ）
A．闭合线圈中磁通量变化越大，线圈中产生的感应电动势一定越大
B．闭合线圈中磁通量不变，线圈中产生的感应电动势一定不变
C．闭合线圈放在磁场越强的位置，线圈中的感应电动势越大
D．闭合线圈中磁通量变化越快，线圈中的感应电动势一定越大
2．如图1所示，光滑绝缘水平面上，有一矩形线圈冲入一匀强磁场，线圈全部进入磁场区域时，其动能恰好等于它在磁场外面时的一半，设磁场宽度大于线圈宽度，那么（ ）
A．线圈恰好在刚离开磁场的地方停下
B．线圈在磁场中某位置停下
C．线圈在未完全离开磁场时即已停下
D．线圈完全离开磁场以后仍能继续运动，不会停下来
3．（2010年陕西宝鸡质检）一个面积为S＝4×10－2m2的闭合线圈，放在匀强磁场中，磁场的方向垂直线圈平面，磁场的磁感应强度B的大小随时间的变化规律如图2所示（ ）
A．在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于零
B．在开始2秒内穿过线圈平面的磁通量变化率等于8×10－2Wb/s
C．0～2秒和2秒～4秒内线圈中产生的感应电流大小相等方向相同
D．0～1秒和1秒～2秒内线圈中产生的感应电流方向相反
4．如图3所示，固定在水平绝缘平面上足够长的金属导轨不计电阻，但表面粗糙，导轨左端连接一个电阻R，质量为m的金属棒（电阻也不计）放在导轨上，并与导轨垂直，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向与导轨平面垂直，用水平恒力F把ab棒从静止起向右拉动的过程中
（ ）
A．恒力F做的功等于电路产生的电能
B．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能
C．克服安培力做的功等于电路中产生的电能
D．恒力F和摩擦力的合力做的功等于电路中产生的电能和棒获得的动能之和
5．图4中电感线圈L的直流电阻为RL，小灯泡的电阻为R，小量程电流表G1、G2的内阻不计．当开关S闭合且稳定后，电流表G1、G2的指针均偏向右侧（电流表的零刻度在表盘的中央），则当开关S断开时，下列说法中正确的是
（ ）
A．G1、G2的指针都立即回到零点
B．G1缓慢回到零点，G2立即左偏，然后缓慢回到零点
C．G1立即回到零点，G2缓慢回到零点
D．G2立即回到零点，G1缓慢回到零点
图4图5
6．（2008年宁夏卷）如图6所示，同一平面内的三条平行导线串有两个电阻R和r，导体棒PQ与三条导线接触良好；匀强磁场的方向垂直于纸面向里．导体棒的电阻可忽略．当导体棒向左滑动时，下列说法正确的是
（ ）
图6
A．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由b到a
B．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由b到a
C．流过R的电流为由d到c，流过r的电流为由a到b
D．流过R的电流为由c到d，流过r的电流为由a到b
7．（2009年安徽卷）如图7甲所示，一个电阻为R、面积为S的矩形导线框abcd，水平放置在匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，方向与ad边垂直并与线框平面成45°角，o、o′分别是ab边和cd边的中点．现将线框右半边obco′绕oo′逆时针旋转90°到图7乙所示位置．在这一过程中，导线中通过的电荷量是
（ ）
图7
A.
B.
C.
D．0
8．如图8所示，平行于y轴的导体棒以速度v向右匀速直线运动，经过半径为R、磁感应强度为B的圆形匀强磁场区域，导体棒中的感应电动势E与导体棒位置x关系的图象是（ ）
图8
9．如图9甲中所示，A、B为两个相同的环形线圈，共轴并靠近放置，A线圈中通过如图9乙中所示的电流I，则
（ ）
图9
A．在t1和t2时间内A、B两线圈相吸引
B．在t2到t3时间内A、B两线圈相排斥
C．t1时刻两线圈作用力为零
D．t2时刻两线圈作用力最大
10．如图10所示，闭合导线框的质量可以忽略不计，将它从如图10所示位置匀速向右拉出匀强磁场．若第一次用0.3s拉出，外力所做的功为W1，通过导线横截面的电荷量为q1；第二次用0.9s拉出，外力所做的功为W2，通过导线横截面的电荷量为q2，则（ ）
图10
A．W1C．W1>W2，q1＝q2D．W1>W2，q1>q2
二、填空题（本题包括2小题，共10分）
图11
11．（2009年上海卷）如图11，金属棒ab置于水平放置的U形光滑导轨上，在ef右侧存在有界匀强磁场B，磁场方向垂直导轨平面向下．在ef左侧的无磁场区域cdef内有一半径很小的金属圆环L，圆环与导轨在同一平面内．当金属棒ab在水平恒力F作用下从磁场左边界ef处由静止开始向右运动后，圆环L有________（填：
收缩，扩张）趋势，圆环内产生的感应电流________（填：
变大，变小，不变）．
12．（2010年天星）如图12所示，在光滑的水平面上，一质量为m，半径为r，电阻为R的均匀金属环，以v0的初速度向一磁感应强度为B的有界匀强磁场滑去（磁场宽度d>2r）．圆环的一半进入磁场历时t秒，这时圆环上产生的焦耳热为Q1，则t秒末圆环中感应电流的瞬时功率为________．
图12
三、计算题（本题包括5小题，共50分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（2010年山东临沂期末）在拆装某种大型电磁设备的过程中，需将设备内部的处于强磁场中的线圈先闭合，然后再提升直至离开磁场，操作时通过手摇轮轴A和定滑轮O来提升线圈．假设该线圈可简化为水平长为L、上下宽度为d的矩形线圈，其匝数为n，总质量为M，总电阻为R.磁场的磁感应强度为B，方向如图13所示．开始时线圈的上边缘与有界磁场的上边缘平齐，若转动手摇轮轴A，在时间t内把线圈从图所示位置匀速向上拉出磁场．求此过程中：
（1
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