【备考2023】浙教版科学中考核心考点训练（七）：电学实验探究【word，含解析】

电学实验探究
1.在“探究影响电阻大小的因素”的实验中，某实验小组同学利用如图所示的电路分别对“导体电阻跟它的材料、长度、横截面积有关”的猜想进行实验验证。实验中使用4根电阻丝，其规格、材料如表所示。
编号 材料 长度/m 横截面积/mm2 电流大小/A
A 锰铜合金 0.5 0.8 0.40
B 镍铬合金 0.5 0.8 0.32
C 镍铬合金 0.5 0.4 0.16
D 镍铬合金 1.0 0.4 0.08
（1）实验中通过观察　 　来比较电阻的大小。
（2）实验开始前有同学提出设计的电路闭合开关可能电流过大而损坏电路元件，为了避免这种情况产生可在电路中　 　（选填“串联”或“并联”）一个 5Ω的定值电阻。
（3）分别将C.D两根合金丝接入电路，可初步探究出的结论是　 　。
2.学习了串并联电路后，小华想探究串并联电路的工作特点，小华按照如图甲、乙所示的电路分别用导线把各元件正确连接起来。
（1）如图甲，闭合开关两灯都正常发光，小华取下 L1，发现 L2 熄灭，接着小华将 L1 接好，取下 L2，发现 L1 熄灭，于是得出结论：在串联电路中各用电器　 　(选填“能”或“不能”)独立工作（2）如图乙，闭合开关两灯都正常发光，小华取下L1，发现L2仍然亮，接着；小华将L1接好，取下L2，发现L1仍然亮，于是得出结论：在并联电路中各用电器　 　(选填“相互”或“互不”)影响；
（3）如图甲，小华将开关分别连接在A、B、C处，闭合开关，发现灯L1、L2都亮，于是得出结论：串联电路中开关位置的改变对各用电器的控制作用　 　(选填“改变”或“不变”)；
（4）通过第(3)步操作，小华还得出另外一个结论：开关如果能够同时控制所有用电器，说 明此电路一定是串联电路。小华的说法　 　(选填“正确”或“错误”)；
（5）在以上的(1)、(2)步的操作连接电路时，开关应该　 　。
3.为探究并联电路中电压的规律，实验室提供的器材有：干电池组(电压为3 V)、电压表、多个小灯泡、开关、导线若干。
（1）请用笔画线代替导线，在图甲中把电路连接完整，要求电压表测量灯泡L1两端的电压。
（2）电路连接正确后进行实验，某小组分别测出灯泡L1、L2两端的电压和并联电路的总电压，电压表示数相同，如图乙所示，其值为　 　V。根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律。你认为实验的疏漏之处是　 　。纠正后得到并联电路中的电压规律为　 　。
4.在“探究并联电路电流特点”的实验中，小华设计了如图1所示的电路进行实验。
图2
实验序号 IA/A IB/A IC/A
1 0.46 0.18 0.28
2 0.36 0.20 0.16
3 0.7 0.32 0.38
（1）连接电路时，开关应处于　 　状态；
（2）根据图1连接实物图，电流表测量L1的电流。（画在答题纸上）
（3）分析实验数据可得：在并联电路中，干路电流与各支路电流的关系是　 　（写出关系式，用IA 、IB、IC表示）；
（4）小华在某次实验时，测得C处电流IC为0.30 A，观察到A处电流表指针位置如图3所示，则A处电流大小为　 　A。
5.为探究“电流与电阻的关系”，小明开展相关实验。器材有：电源（恒为6V）、滑动变阻器（1A，50Ω）、电压表、电流表（0~0.6A）、电阻（5Ω、10Ω、20Ω、25Ω各一个）、开关、导线若干。
（1）根据电路图甲连接实物图乙（要求滑片在最左端时滑动变阻器接入阻值最大）；
（2）接入5Ω电阻，闭合开关，再调节滑片使电压表示数达到设定值，读出电流大小。依次更换不同电阻重复实验，得到数据如下表，其中电流读数有错误的组别是　 　。
组别 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 20 25
电流/A 0.5 0.25 0.20 0.1
（3）实验结束后，为了得到更加可靠的普遍规律，小明又找来一个40Ω的电阻接入电路，但无论怎么移动滑片都无法使电压表示数达到第二问中的设定值，以下方法中可以实现上述要求的是。
A．换用60Ω的滑动变阻器 B．换用30Ω的滑动变阻器
C．换用5V的电源 D．换用9V的电源
6.小乐利用如图所示实物电路探究“通过导体的电流跟电阻大小的关系”。提供的实验器材有：电压恒为6V的电源、电流表、电压表、阻值分别为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω的四个定值电阻、规格分别为“2A 10Ω”、“1A 20Ω”和“1A 50Ω”的滑动变阻器、开关和导线若干。
　 1 2 3 4
电阻/Ω 5 10 15 20
电流/A 0.40 0.20 0.13 0.10
（1）请用笔画线代替导线将图一中电路连接完整（直接画在答卷上）；
（2）连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表示数几乎为零，电压表有示数且不变，出现这种现象的原因可能是　 　；
（3）排除故障后，小乐将5Ω的电阻接入电路，移动滑动变阻器的滑片使电压表示数为2V，记下此时电流值。接着断开开关，把R更换为10Ω的电阻接入电路，闭合开关后，接着应进行的操作是　 　，并记下此时电流表的示数；
（4）实验数据如上表所示，则小乐所选用的滑动变阻器的规格是　 　。
7.为了研究通过导体的电流与导体电阻的关系，小金根据图甲所示的电路图，将实验器材连接成如图乙所示的实验电路。
（1）经检查，该实验电路中一根导线连接错误。请在错误导线上打“Ⅹ”，并补上正确连接的导线。
（2）改正错误后，小金继续实验。第一次实验用的定值电阻R的阻值为10Ω，闭合开关后，记下电流表的示数为I1；第二次实验仅将电阻R换成5Ω的定值电阻，闭合开关后，记下电流表的示数为I2。此时I2　 　I1(选填“<”、“=”或“>”)，然后移动滑片使电压表示数不变，进行后续实验。
（3）小金将阻值为5Ω、10Ω、15Ω、20Ω、25Ω的定值电阻分别接在AB间，电源电压恒为6V，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，记下电流表示数，得到如图丙所示的电流Ⅰ随电阻R变化的图像。实验中，小金控制AB两端电压为　 　 Ⅴ不变。为了完成整个实验，应该选取最大阻值至少　 　 Ω的滑动变阻器。
8.小宁同学利用如图甲的电路探究“电流与电阻的关系”。已知电源电压为4.5V且保持不变，实验用到的定值电阻阻值分别为25Ω、20Ω、15Ω、10Ω、5Ω，滑动变阻器的阻值为0~50Ω．
（1）图乙的实物电路中存在连线错误，只需要改动-一根导线，请你把接错的那根导线打上“×”：再画出正确的连线(导线不允许交叉)。电路改正以后，闭合开关前应将滑动变阻器滑片调至最右
（2）实验中将5Ω的定值电阻更换为10Ω的定值电阻后闭合开关，应将滑动变阻器滑片向 　 　(填“左”或“右“)适当滑动，使电压表示数恢复到原来的值。
（3）小宁完成五次实验后，根据所得数据画出电流与电阻关系的图像如图丙，且实验中各电路元件完好，读数记录均正确。但老师发现五次实验中有一次未移动滑动变阻器滑片，该次实验连入的是阻值为　 　Ω的定值电阻。
（4）为了将所有的定值电阻正确完成五次实验，应利用滑动变阻器控制定值电阻两端的电压至少保持　 　V不变。
9.测量小灯泡的额定功率。
（1）如图甲所示是测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率的实验电路。检查发现电路中有一根导线连接错误，此时若闭合开关，电流表的指针将　 　( 填“正常偏转"或“几乎不动”)，请你在错误的导线上画“x”，并用笔画线代替导线，将电路连接正确　 　。
（2）正确连接电路后，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定功率　 　W。
（3）上述实验结束后，小明又设计了如图丙所示的电路，只用电压表来测量额定电压为2.5V
小灯泡L2的额定功率。已知滑动变阻器R的最大阻值为15Ω，电源电压恒定，其测量过程如下：
①闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，电压表示数为6V。
②闭合S、S1，断开S2，移动滑动变阻器的滑片，使电压表示数为3.5V，这时小灯泡正常发光。
③闭合开关S、S2，断开S1，保持滑动变阻器滑片的位置不变，电压表示数为4V。
④小灯泡L2的额定功率P额=　 　W。
10.如图为甲组同学“测量灯泡（额定电压为3.8V）的电功率”实验，电源电压为6V不变，试回答：
（1）根据电路图甲，用铅笔代替导线将图乙中的实物电路图连接完整。
（2）闭合开关，变阻器滑片移到某位置时，电压表示数为2V时，电流表示数如图丙所示，则此时灯泡的实际功率为　 　W。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是　 　。
（4）若将实验电路用于研究“电流与电压的关系”，需将小灯泡更换为定值电阻的理由是　 　。
11.小明设计了如图甲所示的电路“测量小灯泡额定功率”，被测小灯泡的额定电压为2.5V（正常发光时灯丝的电阻约为10Ω），电源电压恒为6V。
（1）请你按图甲所示的电路，用笔画线代替导线将图乙中的实物电路连接完整。
（2）连好电路后，应将滑动变阻器的滑片P移至B端，然后再闭合开关，此时小明观察到小灯泡不发光，电流表有示数，电压表无示数，移动滑动变阻器的滑片P，电流表示数有变化，电压表无变化，则电路故障的原因可能是（选填序号）。
A．小灯泡短路 B．电流表断路
C．小灯泡断路 D．电压表的正、负接线柱接反，
（3）排除故障后，闭合开关，移动滑动变阻器的滑片P，同时观察电压表示数的变化，直至小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图丙所示，则小灯泡的额定功率为　 　W。
（4）完成实验后，爱动脑筋的小明又设计了一种用已知阻值为R0的定值电阻代替电流表测量小灯泡的额定功率的方案，设计了如图丁所示的电路，将下列实验步骤补充完整。
①检查电路无误后闭合开关S和S1，断开开S2，移动滑动变阻器滑片P，使电压表的示数为U额；
②保持滑动变阻器的滑片P不动，闭合开关S和S2，断开开关S1，读出电压表示数U1；
③小灯泡额定功率的表达式：P额＝　 　。（用U额、U1、R0表示）
12.为了探究电流产生的热量跟哪些因素有关，小明同学先后采用如图所示的甲、乙两个装置进行实验。她将两段电阻丝R1、R2分别封闭在两个相同的烧瓶中(R1（1）要探究通电时间和通电电流大小相同时。电流产生的热量与电阻的关系，应选择装置　 　进行实验。 (选填(甲》或“乙”)
（2）实验中研究电流产生的热量多少，是通过比较气球的体积变化大小来比较的，这种实验方法称为　 　。
（3）小明用气球替代温度计进行实验，你对此的评价是　
13.为了验证通电导体产生的热量和导体的电阻之间的关系，某兴趣小组选择5欧，10欧，15欧三个定值电阻，将电阻封闭在塑料盒中，通过温度传感器记录塑料盒中空气温度值（塑料盒中空
气升高的温度与电阻产生的热量成正比）。兴趣小组设计如下两种方案：
电阻 塑料盒中温度值(℃)
0 1分钟 2分钟 3分钟 4分钟
5欧 26 26.5 27.1 27.7 28.4
10欧 26 27.1 28.2 29.6 30.8
15欧 26 27.5 29.3 31.5 33.2
方案一：如图甲，先接入R1，闭合开关，记录4分钟内温度值，换用R2和R3，记录温度值。
方案二：如图乙，直接将三个电阻同时接入电路，闭合开关，记录4分钟内温度值。
（1）请从两个方案中选出你认为合理的方案并说明理由　 　。
（2）选择正确的方案后，兴趣小组得到的实验结果如上表。得出结论：当其他条件相同时，导体产生的热量与电阻成正比。结合表中数据说明其证据是　 　。
（3）为了让实验结果更具有普遍性，你的做法有　 　。（写出一点）
答案及解析
1.（1）电流表（2）串联（3）导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大
【解析】（1）实验中通过观察电流表来比较电阻的大小。
（2）实验开始前有同学提出设计的电路闭合开关可能电流过大而损坏电路元件，为了避免这种情况产生可在电路中串联一个 5Ω的定值电阻。
（3）C、D两根合金丝，材料和横截面积相等，D的长度大，电流表的示数更小，那么得到结论：导体的材料、横截面积相同时，导体越长，电阻越大。
2.（1）不能（2）互不（3）不变（4）错误（5）断开
【解析】（1）如图甲，闭合开关两灯都正常发光，小华取下 L1，发现 L2 熄灭，接着小华将 L1 接好，取下 L2，发现 L1 熄灭，于是得出结论：在串联电路中各用电器不能独立工作。
（2）如图乙，闭合开关两灯都正常发光，小华取下L1，发现L2仍然亮，接着；小华将L1接好，取下L2，发现L1仍然亮，于是得出结论：在并联电路中各用电器互不影响；
（3）如图甲，小华将开关分别连接在A、B、C处，闭合开关，发现灯L1、L2都亮，于是得出结论：串联电路中开关位置的改变对各用电器的控制作用不变；
（4）通过第(3)步操作，小华还得出另外一个结论：开关如果能够同时控制所有用电器，可能是串联，也可能是并联，因此小华的说法错误；
（5）在以上的(1)、(2)步的操作连接电路时，开关应该断开。
3.（1）解：如图所示
（2）2.6；没有更换不同规格的灯泡进行多次实验；并联电路中各支路两端的电压相等，且等于电源电压
【解析】（1）两个灯泡并联，根据甲图可知，它们的左端已经并接在开关右端的接线柱上，此时只要将两个灯泡的右端用导线连接即可。电压表测量灯泡L1的电压，即并联在灯泡L1的两端，如下图所示：
（2）①根据图乙可知，电压表选择量程0~3V，分度值为0.1V，则电压表的示数为2.6V。
②根据这组数据，该小组得出并联电路中电压的规律。我认为实验的疏漏之处是：没有更换不同规格的灯泡进行多次实验。
③纠正后得到并联电路中的电压规律为：并联电路中各支路两端的电压相等，且等于电源电压。
4.（1）断开（2） （3）IA=IB+IC（4）0.8
【解析】（1）连接电路时，开关应处于断开状态；
（2）根据图1可知，两个灯泡并联，电流表测L1的电流。
①从电源正极出发，依次经过开关S、灯泡L1、电流表，然后回到负极；
②分流点在L1与S之间，汇流点在电流表与负极之间；
③将灯泡L2连接在分流点和汇流点之间即可，如下图所示：
（3）将每组中B、C两处电流相加，结果都等于A处电流，那么得到结论：在并联电路中，干路电流等于支路电流之和，即 IA=IB+IC 。
（4）A处为干路电流，肯定大于C处电流0.3A，则电流表选择量程0~3A，分度值为0.1A，则A处电流为0.8A。
5.（1）（2）3（3）A；C
【解析】（1）根据图镓可知，电压表应该与定值电阻并联，滑动变阻器应该与电阻和开关串联。由于滑片在最左端时阻值最大，因此应该将右下角的接线柱接入，如下图所示：
（2）根据U=IR可知，电阻两端保持不变的电压为2.5V，而第3组数据中电流与电阻的乘积为0.4V，因此错误的组别是③。
（3）当定值电阻的电压为2.5V时，
变阻器两端的电压为：U变=U总-U=6V-2.5V=3.5V。
根据串联电路的分压规律得到：；
；
解得：R变=56Ω； 则换用60Ω的滑动变阻器，故选A； 如果变阻器的阻值不变，那么：； 解得：R变=40Ω<50Ω； 即换用5V的电源，故选C。
6.（1）（2）灯泡断路（3）滑片应向左端移动（4）1A 50Ω
【解析】（1）在探究通过导体的电流与电阻大小的关系时，除了电压表与定值电阻并联外，其它的都是串联。根据变阻器接线“一上一下”可知，只需将变阻器左上角的接线柱与定值电阻的右端相接，再将定值电阻的左端与电流表的“-”接线柱相接即可，如下图所示：
（2） 连接好电路，闭合开关，移动滑动变阻器滑片，发现电流表示数几乎为零，电压表有示数且不变，出现这种现象的原因可能是灯泡断路；
（3）根据串联电路的分压规律可知，当更换为10Ω的电阻后，电压表的示数会变大，而变阻器两端的电压会减小。如果要使电压表恢复原来的示数，那么变阻器的电压要增大。根据串联电路的分压规律可知，此时变阻器的阻值要增大，即滑片应该向左移动。
（4）根据表格可知，电压表的示数要保持：U=IR=0.4A×5Ω=2V；
则变阻器两端的电压为：U变=U总-U=6V-2V=4V；
在串联电路中，电压的分配与电阻成正比，
即：；； 解得：R变=40Ω； 故选“1A 50Ω”的变阻器。
7.（1）（2）>（3）2.5；35
【解析】（1）根据甲图可知，电压表应该与定值电阻并联。根据乙图可知，此时可将灯泡右端与电流表相连的导线，从电流表上拆下，然后改接在电压表左边的“-”接线柱上即可，如下图所示：
（2）根据题意可知，滑动变阻器接入的阻值不变，将定值电阻从10Ω变成5Ω后，根据R总=R1+R2可知，此时总电阻变小。根据可知，此时总电流变大，即I2>I1；
（3）①根据丙图可知，当电阻为5Ω时，通过它的电流为0.5A，则电压表的示数为：U=IR=0.5A×5Ω=2.5V；
②根据丙图可知，通过电路的最小电流为0.1A， 则总电阻最大为：；
那么最大阻值至少为：R变=R总-R=60Ω-25Ω=35Ω。
8.（1）（2）右（3）20（4）1.5
【解析】（1）根据图甲可知，在探究电流与电阻关系的实验中，除了电压表与定值电阻并联外，其它的都是串联。分析图乙可知，定值电阻与变阻器相连的导线连接错误，只需将其从变阻器上拆下，然后改接在电压表的“-”接线柱上即可，如下图所示：
（2）在探究电流与电阻关系的实验中，定值电阻两端的电压不变，那么变阻器两端的电压也不变，即二者电压的比值不变。当定值电阻从5Ω换成10Ω后，定值电阻的阻值增大，根据比值不变可知，此时变阻器的阻值也要变大，即滑片向右移动。
（3）根据丙图可知，定值电阻两端的电压应该为：U=IR=0.6A×5Ω=0.3A×10Ω=3V，而当定值电阻为20Ω时，电流为0.18A，此时U=IR=0.18A×20Ω=3.6V，则没有移动变阻器滑片的电阻为20Ω。
（4）根据丙图可知，当定值电阻为25Ω时最大，变阻器的最大阻值为50Ω；
那么此时的电流为：；
则定值电阻两端的最小电压为：U=IR=0.06A×25Ω=1.5V。
9.（1）几乎不动；（2）0.76（3）0.875（或 0.9）
【解析】（1）根据图片可知，滑动变阻器与灯并联，电压表（内阻很大）串联在电路中，故此时若闭合开关，通过电路的电流很小，因此电流表的指针将几乎不动。
应该调整为灯与变阻器串联，电压表与灯并联，如下图所示：
（2）闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，使电压表的示数为3.8V，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图1乙所示，电流表选用小量程，分度值0.02A，其示数为0.2A，小灯泡额定功率为：
PL=ULIL=3.8V×0.2A=0.76W；
（3）在步骤①中，闭合开关S、S2，断开S1，将滑动变阻器的滑片移到最上端，此时电压表的示数等于电源电压，即电源电压为6V；
在步骤②中，灯与滑片以下电阻丝R滑下的电阻串联，电压表测其电压，当电压表示数为3.5V，根据串联电路电压的规律，灯两端的电压：U额=U-U滑下=6V-3.5V=2.5V，灯正常发光；
在步骤③中，电路中只有变阻器，根据串联电路电压的规律，
滑片以上电阻丝的电压为：U滑上=U-4V=6V-4V=2V，
根据分压原理，R滑上：R滑下=U滑上：U滑下=1：2，
因变阻器的总电阻为15Ω，故R滑下=10Ω，
再回到步骤②中，由欧姆定律和串联电路电流的规律，
通过变阻器的电流即灯的额定电流：，
小灯泡的额定功率：P额=U额I额=2.5V×035A=0.875W。
10.（1）（2）0.6（3）灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良)
（4）研究电流与电压关系时，需控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻会随温度改变
【解析】（1）根据甲图可知，滑动变阻器应该与开关、灯泡串联，且选择左下的接线柱。电压表应该与灯泡并联，因为额定电压3.8V，所以选择量程0~15V，如下图所示：
（2）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则示数为0.3A，那么灯泡的实际功率：P=UI=2V×0.3A=0.6W。
（3）闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数，则故障可能是：灯泡断路(或灯泡与灯座接触不良)。
（4）探究电流与电压的关系时，必须控制电阻相等，而改变电压，记录电流，因此：小灯泡更换为定值电阻的理由是：研究电流与电压关系时，需控制导体的电阻不变，而灯丝的电阻会随温度改变。
11.（1）（2）A（3）0.85（4）
【解析】（1）根据图甲可知，电压表应该与灯泡并联。因为灯泡的额定电压为2.5V，所以电压表的量程选择0~3V。电流表应该与灯泡串联，灯泡的额定电流为：，因此选择量程0~0.6A，如下图所示：
（2）A.小灯泡短路时，与它并联的电压表也被短路，因此它的示数几乎为零，移动滑片时它的示数保持不变，但是电流表还能正常工作，即它有电流，故A符合题意；
B.电流表断路时，它应该没有示数，故B不合题意；
C.小灯泡断路时，电压表串联在电路里，此时电压表测电源电压，肯定有示数，故C不合题意；
D.电压表的正、负接线柱接反，电流表的指针会反向偏转，但是对电压表没有影响，故D不合题意。
故选A。
（3）根据丙图可知，电流表选择量程0~0.6A，分度值为0.02A，则灯泡额定电流为0.34A，那么灯泡的额定功率P=UI=2.5V×0.34A=0.85W。
（4）根据题意可知， 闭合开关S和S2，断开开关S1， 此时电压表测灯泡与R0的总电压。
那么灯泡的额定电流：； 则灯泡的额定功率：PL=ULIL=。
12.（1）甲（2）转换法
（3）气体的热胀冷缩气球更直观，但无法测出温度﹐温度计更适合液体的温度变化
【解析】（1）在甲图中，两个电阻串联，根据串联电路各处电流都相等的规律可知，此时通过它们的电流大小相等，通电时间相等，那么可以探究电流产生的热量多少与电阻的关系。
（2）实验中研究电流产生的热量多少，是通过比较气球的体积变化大小来比较的，这种实验方法称为转换法。
（3）小明用气球替代温度计进行实验，对此的评价是：气体的热胀冷缩气球更直观，但无法测出温度﹐温度计更适合液体的温度变化。
13.（1）方案乙，方案甲每一次换电阻后，较难达到电流与通电时间相同。
（2）在通电3分钟时，三个电阻对应升高的温度呈等比例增加，为1.8：3.6：5.4，与电阻比值相同。
（3）换用不同的电阻重复上述实验；换用不同的电源电压重复上述实验；增加滑动变阻器改变电路电流重复上述实验等。（合理即可）
【解析】（1）我认为合理的方案是乙，理由：方案甲每一次换电阻后，较难达到电流与通电时间相同。
（2）得出结论：当其他条件相同时，导体产生的热量与电阻成正比。结合表中数据说明其证据是：在通电3分钟时，三个电阻对应升高的温度呈等比例增加，为1.8：3.6：5.4，与电阻比值相同。（例举4分钟的情况亦可）
（3）为了让实验结果更具有普遍性，我的做法有：换用不同的电阻重复上述实验；换用不同的电源电压重复上述实验；增加滑动变阻器改变电路电流重复上述实验等。
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