第二章电磁感应单元训练卷2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第二章电磁感应单元训练卷2021-2022学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 569.3KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-25 22:10:03 | ||
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文档简介
电磁感应 单元训练卷 2021-2022学年
高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题（本大题共8小题）
1．（2022·全国·高二期末）如图，金属棒垂直放在两水平放置的光滑金属导轨上，导轨间距为，导轨左端接有电阻和电容器，空间有竖直向下的匀强磁场，使金属棒以速度向右匀速运动，稳定时（ ）
A．导体棒点比点电势低 B．电容器上极板带正电
C．电阻上有顺时针方向的电流 D．电路中没有电流产生
2．（2022·浙江·高二期末）如图，在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁（S极朝上，N极朝下）由静止开始快速向右运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（ ）
A．圆环中感应电流的方向是逆时针 B．圆环中感应电流的方向是顺时针
C．圆环有向左的运动趋势 D．圆环对水平桌面的压力增大
3．（2022·江苏·南京师大附中高二期末）如图所示，将悬挂在O点的铜球从方形匀强磁场区域左侧一定高度处由静止释放，磁场区域的左右边界处于竖直方向，不考虑空气阻力，则（ ）
A．铜球在左右两侧摆起的最大高度相同
B．铜球最终将静止在O点正下方
C．铜球运动到最低点时受到的安培力最大
D．铜球向右进入磁场的过程中，受到的安培力方向水平向左
4．（2022·全国·高二期末）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直。t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下列图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·吉林·抚松县第一中学高二期末）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T，金属棒AB的长度为0.3m，与导轨间距相同，电容器的电容为，金属棒的电阻为1Ω，电路两侧的电阻均为4Ω，电路中其余电阻不计，当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒产生的感应电动势为0.2V B．通过金属棒的感应电流为0.2A
C．电容器两端的电压为0.2V D．电容器所带电荷量为
6．（2022·广东·东莞市光明中学高二期末）一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·内蒙古·赤峰二中高二期末）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．欧姆发现了欧姆定律，说明了电压和电流之间的联系
C．法拉第发现了电磁感应现象，得出了感应电动势计算公式
D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
8．（2022·江苏·沛县教师发展中心高二期末）如图甲所示，等离子气流从左方连续以速度射入M和N两板间的匀强磁场中，直导线与M，N相连接，线圈A与直导线连接，线圈A内有如图乙所示变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是（ ）
A．内导线互相排斥 B．内导线互相吸引
C．内导线互相吸引 D．内导线互相吸引
二、多选题（本大题共4小题）
9．（2022·湖北·高二期末）如图所示，质量为m、电阻为R、边长为L正方形金属线框的cd边恰好与有界匀强磁场的上边界重合，现将线框在竖直平面内由静止释放，当下落高度为h（h＜L）时线框开始做匀速运动。已知线框平面始终与磁场方向垂直，且cd边始终水平，磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．cd边进入磁场时，线框中感应电流的方向为顺时针方向
B．线框匀速运动时的速度大小为
C．线框从静止到刚好匀速运动的过程中，通过线框某截面的电量为
D．线框从静止到刚好匀速运动的过程中，线框中产生的焦耳热为
10．（2022·福建·三明一中高二期末）如图所示，足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为。空间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为、长为的导体棒在竖直向上的拉力作用下，从O点开始沿轴向下以大小为v的速度做匀速直线运动，且棒始终与轴垂直对称，与导轨接触良好。导体棒单位长度电阻值为r，重力加速度为g。则在导体棒从开始运动到离开导轨的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中的感应电流大小保持恒定不变
B．导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能等于金属棒产生的焦耳热
C．通过回路中某横截面上的电荷量为
D．导体棒在导轨上运动时拉力与的关系为
11．（2022·广东·高二期末）如图，长为2L、宽为L的矩形金属线框abcd放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于线框平面向上。当金属框绕对称轴ef以角速度逆时针匀速转动时，下面说法正确的是（ ）
A．线圈中没有感应电流
B．线圈中感应电流的方向为a→b→c→d→a
C．ad两点的电势差
D．ad两点的电势差
12．（2022·山东·高二期末）如图所示，间距的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上，斜面倾角。区域I、Ⅱ分别以PQ、MN为边界，均存在垂直于斜面向上的磁场，I区中磁感应强度从0开始随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场，磁感应强度，PQ与MN之间为无磁场区域。质量、电阻的导体棒垂直于导轨放置，从两磁场之间的无磁场区域由静止释放，经过进入Ⅱ区恰好匀速下滑。运动中棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻不计。重力加速度，。则下列说法正确的是（ ）
A．进入Ⅱ区后，导体棒中的电流
B．无磁场区域的面积至少为
C．前2s导体棒产生的焦耳热
D．若I区磁场面积为，则I区的磁感应强度随时间变化的表达式为
三、解答题（本大题共6小题）
13．（2022·黑龙江·尚志市尚志中学高二期末）如图所示，宽度L＝1.0m的足够长的U形金属导轨水平放置，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0T，导轨上放一根质量m＝0.2kg、电阻R＝1.0的金属棒ab，棒与导轨间的动摩擦因数＝0.5，现牵引力F以恒定功率P使棒从静止开始沿导轨运动（棒始终与导轨垂直且接触良好），当棒的电阻R产生热量Q＝7.0J时获得稳定速度，速度大小为3.0m/s，此过程中通过棒的电荷量q＝4.1C，导轨电阻不计，g取10m/s2。求：
（1）当棒的速度稳定时，棒所受的安培力的大小和方向；
（2）牵引力F的恒定功率P为多大？
（3）棒从静止开始运动到获得稳定速度所需的时间为多少？
14．（2022·浙江省衢州市教育局高二期末）电磁制动是一种利用电磁阻尼原理的非接触制动方式，在高速列车上有广泛的应用。根据其原理，小明设计了一导体框，如图所示，该导体框由7条相同的导体棒连接而成，恰好组成两个相同的正方形。为测试减速效果，让导体框以的速度在水平冰面上滑行，后进入一足够长、宽度为l=0.5m的匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为B=2T，方向竖直向上。已知整个导体框的质量为，每根导体棒的电阻均为R=0.4Ω，长度均为l=0.5m，导体框运动过程中速度方向始终与磁场边界垂直，不计导体框在水平冰面所受的阻力，导体框与冰面绝缘，重力加速度取。求：
（1）导体框刚进入磁场时，流过AC边的电流方向和大小I；
（2）AC边经过磁场的过程中通过DE边的电量；
（3）导体框刚离开磁场时的速度大小v，并写出提升减速效果的方法（只需写出一种即可）。
15．（2022·山东·鱼台县第一中学高二期末）如图所示，两足够长、阻值不计、间距为的光滑平行固定金属导轨、水平放置，两导轨间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量均为、阻值均为的导体棒、静止于导轨上，两导体棒与两导轨垂直，两棒间距也为，并与导轨保持良好接触。现给导体棒一个水平向右的瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度。求：
（1）从开始到稳定的过程中，流过棒的电荷量；
（2）稳定时、两导体棒之间的距离。
16．（2022·新疆喀什·高二期末）如图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，导体棒的电阻，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，并一直与导轨接触良好，速度。求：
（1）导体棒上产生的感应电动势E的大小；
（2）导体棒上感应电流I的大小和方向；
（3）拉力F的大小。
17．（2022·广东·深圳实验学校高二期末）如图所示为一电磁制动装置的简化原理图。U型导体框下端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻阻值为r的导体棒ab置于导体框上接触良好，垂直于轨道平面分布有匀强磁场，其磁感应强度大小为B，不计导体框的电阻、忽略导体棒与框间的摩擦。初始时，导体棒ab以初速度竖直向上运动，在电磁力的制动作用下速度逐渐减为零。
（1）判断初始时，感应电流的方向；
（2）描述导体棒将向上做何种运动，并通过所学知识分析成因。
（3）若导体棒ab上升高度h时，速度恰好为零，求此过程电阻R产生的热量是多少。
18．（2022·广东东莞·高二期末）如图所示，MN、PQ为间距足够长的平行导轨，导轨平面与水平面间的夹角，N、Q间连接有一个阻值的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为，将一根质量为、电阻的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，金属棒沿导轨下滑过程中始终与NQ平行，不计导轨的电阻，取，，。
（1）求金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
（2）求金属棒到达cd处的速度大小和此时ab两端的电势差；
（3）已知金属棒从ab运动到cd过程中，通过电阻的电荷量为，求此过程中整个回路产生的焦耳热。
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．D
5．C
6．B
7．C
8．B
9．AC
10．AC
11．AD
12．AC
13．（1）3N，方向向左；（2）12W；（3）1s
14．（1）方向A到C， I=10A；（2）；（3）v=14m/s，提升减速效果的方法：增大磁感应强度、减小导体棒的电阻、减小导体框质量、增大导体棒的长度、在原磁场后增加方向交替变化的磁场等。
15．（1）；（2）
16．（1）；（2），由N指向M；（3）0.48N
17．（1）电流方向为b到a；（2）导体棒将向上做加速度逐渐减少的减速运动。原因见解析；（3）
18．（1）；（2），；（3）1J
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高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第二册
一、单选题（本大题共8小题）
1．（2022·全国·高二期末）如图，金属棒垂直放在两水平放置的光滑金属导轨上，导轨间距为，导轨左端接有电阻和电容器，空间有竖直向下的匀强磁场，使金属棒以速度向右匀速运动，稳定时（ ）
A．导体棒点比点电势低 B．电容器上极板带正电
C．电阻上有顺时针方向的电流 D．电路中没有电流产生
2．（2022·浙江·高二期末）如图，在一水平桌面上放置的闭合导体圆环正上方不远处，有一条形磁铁（S极朝上，N极朝下）由静止开始快速向右运动时，关于圆环中感应电流的方向（从上向下看）和相互作用情况，下列说法正确的是（ ）
A．圆环中感应电流的方向是逆时针 B．圆环中感应电流的方向是顺时针
C．圆环有向左的运动趋势 D．圆环对水平桌面的压力增大
3．（2022·江苏·南京师大附中高二期末）如图所示，将悬挂在O点的铜球从方形匀强磁场区域左侧一定高度处由静止释放，磁场区域的左右边界处于竖直方向，不考虑空气阻力，则（ ）
A．铜球在左右两侧摆起的最大高度相同
B．铜球最终将静止在O点正下方
C．铜球运动到最低点时受到的安培力最大
D．铜球向右进入磁场的过程中，受到的安培力方向水平向左
4．（2022·全国·高二期末）如图所示，水平面内有一平行金属导轨，导轨光滑且电阻不计，阻值为R的导体棒垂直于导轨放置，且与导轨接触良好。导轨所在空间存在匀强磁场，匀强磁场与导轨平面垂直。t=0时，将开关S由1掷向2，分别用q、i、v和a表示电容器所带的电荷量、棒中的电流、棒的速度大小和加速度大小，则下列图像中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．（2022·吉林·抚松县第一中学高二期末）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为0.2T，金属棒AB的长度为0.3m，与导轨间距相同，电容器的电容为，金属棒的电阻为1Ω，电路两侧的电阻均为4Ω，电路中其余电阻不计，当金属棒以5m/s的速度匀速向左运动时，下列说法正确的是（ ）
A．金属棒产生的感应电动势为0.2V B．通过金属棒的感应电流为0.2A
C．电容器两端的电压为0.2V D．电容器所带电荷量为
6．（2022·广东·东莞市光明中学高二期末）一直升机停在南半球的地磁极上空。该处地磁场的方向竖直向上，磁感应强度为B。直升机螺旋桨叶片的长度为l，螺旋桨转动的频率为f，顺着地磁场的方向看螺旋桨，螺旋桨按顺时针方向转动，螺旋桨叶片的近轴端为a，远轴端为b，如图所示，如果忽略a到转轴中心线的距离，用E表示每个叶片中的感应电动势，则（ ）
A． B． C． D．
7．（2022·内蒙古·赤峰二中高二期末）自然界的电、热和磁等现象都是相互联系的，很多物理学家为寻找它们之间的联系做出了贡献。下列说法不正确的是（ ）
A．奥斯特发现了电流的磁效应，揭示了电现象和磁现象之间的联系
B．欧姆发现了欧姆定律，说明了电压和电流之间的联系
C．法拉第发现了电磁感应现象，得出了感应电动势计算公式
D．焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系
8．（2022·江苏·沛县教师发展中心高二期末）如图甲所示，等离子气流从左方连续以速度射入M和N两板间的匀强磁场中，直导线与M，N相连接，线圈A与直导线连接，线圈A内有如图乙所示变化的磁场，且规定向左为磁场B的正方向，则下列叙述正确的是（ ）
A．内导线互相排斥 B．内导线互相吸引
C．内导线互相吸引 D．内导线互相吸引
二、多选题（本大题共4小题）
9．（2022·湖北·高二期末）如图所示，质量为m、电阻为R、边长为L正方形金属线框的cd边恰好与有界匀强磁场的上边界重合，现将线框在竖直平面内由静止释放，当下落高度为h（h＜L）时线框开始做匀速运动。已知线框平面始终与磁场方向垂直，且cd边始终水平，磁场的磁感应强度大小为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则下列说法正确的是（ ）
A．cd边进入磁场时，线框中感应电流的方向为顺时针方向
B．线框匀速运动时的速度大小为
C．线框从静止到刚好匀速运动的过程中，通过线框某截面的电量为
D．线框从静止到刚好匀速运动的过程中，线框中产生的焦耳热为
10．（2022·福建·三明一中高二期末）如图所示，足够长的光滑导轨OM、ON固定在竖直平面内，电阻不计，两导轨与竖直方向夹角均为。空间存在垂直导轨平面的匀强磁场，磁感应强度为B。一质量为、长为的导体棒在竖直向上的拉力作用下，从O点开始沿轴向下以大小为v的速度做匀速直线运动，且棒始终与轴垂直对称，与导轨接触良好。导体棒单位长度电阻值为r，重力加速度为g。则在导体棒从开始运动到离开导轨的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．导体棒中的感应电流大小保持恒定不变
B．导体棒沿导轨下落过程中减小的机械能等于金属棒产生的焦耳热
C．通过回路中某横截面上的电荷量为
D．导体棒在导轨上运动时拉力与的关系为
11．（2022·广东·高二期末）如图，长为2L、宽为L的矩形金属线框abcd放置在匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向平行于线框平面向上。当金属框绕对称轴ef以角速度逆时针匀速转动时，下面说法正确的是（ ）
A．线圈中没有感应电流
B．线圈中感应电流的方向为a→b→c→d→a
C．ad两点的电势差
D．ad两点的电势差
12．（2022·山东·高二期末）如图所示，间距的光滑U形金属导轨固定在绝缘斜面上，斜面倾角。区域I、Ⅱ分别以PQ、MN为边界，均存在垂直于斜面向上的磁场，I区中磁感应强度从0开始随时间均匀增加，Ⅱ区中为匀强磁场，磁感应强度，PQ与MN之间为无磁场区域。质量、电阻的导体棒垂直于导轨放置，从两磁场之间的无磁场区域由静止释放，经过进入Ⅱ区恰好匀速下滑。运动中棒与导轨始终保持良好接触，导轨足够长且电阻不计。重力加速度，。则下列说法正确的是（ ）
A．进入Ⅱ区后，导体棒中的电流
B．无磁场区域的面积至少为
C．前2s导体棒产生的焦耳热
D．若I区磁场面积为，则I区的磁感应强度随时间变化的表达式为
三、解答题（本大题共6小题）
13．（2022·黑龙江·尚志市尚志中学高二期末）如图所示，宽度L＝1.0m的足够长的U形金属导轨水平放置，导轨处在竖直向上的匀强磁场中，磁感应强度B＝1.0T，导轨上放一根质量m＝0.2kg、电阻R＝1.0的金属棒ab，棒与导轨间的动摩擦因数＝0.5，现牵引力F以恒定功率P使棒从静止开始沿导轨运动（棒始终与导轨垂直且接触良好），当棒的电阻R产生热量Q＝7.0J时获得稳定速度，速度大小为3.0m/s，此过程中通过棒的电荷量q＝4.1C，导轨电阻不计，g取10m/s2。求：
（1）当棒的速度稳定时，棒所受的安培力的大小和方向；
（2）牵引力F的恒定功率P为多大？
（3）棒从静止开始运动到获得稳定速度所需的时间为多少？
14．（2022·浙江省衢州市教育局高二期末）电磁制动是一种利用电磁阻尼原理的非接触制动方式，在高速列车上有广泛的应用。根据其原理，小明设计了一导体框，如图所示，该导体框由7条相同的导体棒连接而成，恰好组成两个相同的正方形。为测试减速效果，让导体框以的速度在水平冰面上滑行，后进入一足够长、宽度为l=0.5m的匀强磁场区域，匀强磁场的磁感应强度大小为B=2T，方向竖直向上。已知整个导体框的质量为，每根导体棒的电阻均为R=0.4Ω，长度均为l=0.5m，导体框运动过程中速度方向始终与磁场边界垂直，不计导体框在水平冰面所受的阻力，导体框与冰面绝缘，重力加速度取。求：
（1）导体框刚进入磁场时，流过AC边的电流方向和大小I；
（2）AC边经过磁场的过程中通过DE边的电量；
（3）导体框刚离开磁场时的速度大小v，并写出提升减速效果的方法（只需写出一种即可）。
15．（2022·山东·鱼台县第一中学高二期末）如图所示，两足够长、阻值不计、间距为的光滑平行固定金属导轨、水平放置，两导轨间存在竖直向下、磁感应强度大小为的匀强磁场。质量均为、阻值均为的导体棒、静止于导轨上，两导体棒与两导轨垂直，两棒间距也为，并与导轨保持良好接触。现给导体棒一个水平向右的瞬时冲量，使其获得水平向右的初速度。求：
（1）从开始到稳定的过程中，流过棒的电荷量；
（2）稳定时、两导体棒之间的距离。
16．（2022·新疆喀什·高二期末）如图，足够长的平行光滑金属导轨水平放置，宽度，一端连接的电阻，导轨所在空间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度，导体棒放在导轨上，其长度恰好等于导轨间距，导体棒的电阻，导轨的电阻可忽略不计。在平行于导轨的拉力F作用下，导体棒沿导轨向右匀速运动，并一直与导轨接触良好，速度。求：
（1）导体棒上产生的感应电动势E的大小；
（2）导体棒上感应电流I的大小和方向；
（3）拉力F的大小。
17．（2022·广东·深圳实验学校高二期末）如图所示为一电磁制动装置的简化原理图。U型导体框下端连接一阻值为R的电阻，质量为m、电阻阻值为r的导体棒ab置于导体框上接触良好，垂直于轨道平面分布有匀强磁场，其磁感应强度大小为B，不计导体框的电阻、忽略导体棒与框间的摩擦。初始时，导体棒ab以初速度竖直向上运动，在电磁力的制动作用下速度逐渐减为零。
（1）判断初始时，感应电流的方向；
（2）描述导体棒将向上做何种运动，并通过所学知识分析成因。
（3）若导体棒ab上升高度h时，速度恰好为零，求此过程电阻R产生的热量是多少。
18．（2022·广东东莞·高二期末）如图所示，MN、PQ为间距足够长的平行导轨，导轨平面与水平面间的夹角，N、Q间连接有一个阻值的电阻。有一匀强磁场垂直于导轨平面且方向向上，磁感应强度为，将一根质量为、电阻的金属棒ab紧靠NQ放置在导轨上，且与导轨接触良好。现由静止释放金属棒，当金属棒滑行至cd处时达到稳定速度。已知金属棒与导轨间的动摩擦因数，金属棒沿导轨下滑过程中始终与NQ平行，不计导轨的电阻，取，，。
（1）求金属棒沿导轨开始下滑时的加速度大小；
（2）求金属棒到达cd处的速度大小和此时ab两端的电势差；
（3）已知金属棒从ab运动到cd过程中，通过电阻的电荷量为，求此过程中整个回路产生的焦耳热。
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参考答案：
1．B
2．B
3．D
4．D
5．C
6．B
7．C
8．B
9．AC
10．AC
11．AD
12．AC
13．（1）3N，方向向左；（2）12W；（3）1s
14．（1）方向A到C， I=10A；（2）；（3）v=14m/s，提升减速效果的方法：增大磁感应强度、减小导体棒的电阻、减小导体框质量、增大导体棒的长度、在原磁场后增加方向交替变化的磁场等。
15．（1）；（2）
16．（1）；（2），由N指向M；（3）0.48N
17．（1）电流方向为b到a；（2）导体棒将向上做加速度逐渐减少的减速运动。原因见解析；（3）
18．（1）；（2），；（3）1J
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