人教版九年级下册物理 电功率单元综合测试Word版 含答案.docx
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人教版九年级下册物理电功率单元综合测试Word版含答案
人教版九年级下册物理电功率单元综合测试(Word版含答案)
一、初三物理电功率易错压轴题(难)
1.
小青在测量小灯泡的额定功率实验中。
选用的小灯泡标有2.5V字样。
(1)如图甲是小青测量小灯泡额定功率不完整的实物电路,请用笔画线代替导线将电路连接完整(______);
(2)连接好电路后闭合开关,小青发现小灯泡没有发光,但电压表有示数,接下来应进行的操作是______(选填标号);
A.更换小灯泡B.检查开关是否闭合
C.移动滑动变阻器滑片D.检查电压表是否断路
(3)实验时,电压表的示数如图乙所示。
则应将滑片向______(选填A或B)端移到某一位置,才能使小灯泡正常工作。
若正常工作时电流表示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为______W;
(4)完成上述实验后,小青又设计了一种测额定功率的方案。
如图丙所示,R0是阻值已知的定值电阻。
请完成下列操作∶①连接好电路,闭合开关S。
将开关S1拨到触点______(选填A或B)。
移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1;②保持滑片的位置不动,再将开关S1拨到另一触点。
读出电压表的示数U2;③用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式P=______。
【答案】
CA1.25WA
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]电压表测量灯泡的电压,应与小灯泡并联,小灯泡的额定电压为2.5V,所以电压表应接“-”,“+”接线柱。
连接电路如图所示:
(2)[2]小灯泡没有发光,但电压表有示数,说明电压表到电源电路是通路,灯泡不发光可能是灯泡两端实际电压远低于额定电压,所以接下来的操作是移动滑动变阻器滑片,在进一步判断。
故选C。
(3)[3]由图乙可知,此时灯泡的电压为1.9V,使小灯泡正常工作,应将滑动变阻器向A端调节。
[4]若正常工作时电流表示数为0.5A,则小灯泡的额定功率为
(4)[5]由步骤①中“移动滑片,使电压表的示数为小灯泡的额定电压U1”,可知改实验步骤实验目的使小灯泡在额定电压下工作,所以开关S1拨到触点A,移动滑片,使电压表示数为小灯泡的额定电压。
[6]用U1、U2、R0表示小灯泡的额定功率,则表达式为
2.(5)若小灯泡的额定电流为I0=2I1,假设灯泡的阻值不变,则P额=I02R=(2I1)2R=4I12R=4P1.由于灯泡的阻值不是定值,且灯泡的阻值会随温度的升高而变大,所以,当灯泡在正常工作时,灯泡的阻值变大,则额定功率P0>P额=4P1,所以最有可能的额定功率值为P0=5P1.故选D.小明利用如图1所示的电路测定小灯泡的额定功率。
所用器材:
额定电压为2.5V的小灯泡、电池组(二节干电池串联,电压为3V)、电压表一块、滑动变阻器(10Ω2A)、定值电阻(R0=5Ω)、开关三个和导线若干。
(1)用笔画线代替导线,将图2中的实物电路按照图1所示的电路图连接完整。
(_____________)
(2)闭合开关前,应将变阻器滑片滑到____________(选填“左”或“右”)。
(3)连接完电路后,小明只闭合S、S1时,移动滑片P,电压表示数发生改变:
只闭合S、S2时,移动滑片P,小灯泡不发光。
于是小明用电压表进行电路故障检测,把电压表并联在某电路元件两端,测试结果如下表所示。
则电路中一定存在的故障是____________。
(填写序号)
测试元件
灯泡L
开关S2
电压表
无示数
有示数
①灯泡L处断路②灯泡L处短路③开关S2处断路
(4)排除故障后,小明继续实验。
①只闭合S、S2,移动滑片P,使电压表的示数为____________V
②只闭合S、S1,保持滑片P不动,读出电压表的示数为2.25V
③小灯泡的额定功率为____________W.
(5)当加在灯泡两端的电压为额定电压的一半时,灯泡的际功率P实____________(选填“>”、“>”或“=”)
P额
(拓展)小红通过课外学习知道,干电池有一定的电阻,我们需要用它的“电压U”和“电阻r”两个物理量来描述它(如图所示)于是小红在小明完成步骤①后,将电压表并联在电池组两端,保持滑片P的位置不变,只闭合S、S2时,读出电压表示数为2.55V,则小明实验中所用电池组的电阻r是____________Ω。
【答案】
右③2.50.75>1.5
【解析】
【详解】
(1)由电路图可知,电压表测并联部分电路两端的电压,即测灯泡两端的电压,由于灯泡的额定电压为2.5V<3V,故只需将电压表的“3”接线柱与开关S1的右接线柱连接即可,如图所示:
(2)为了保护电路,闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即滑到右端;
(3)①若灯泡L处断路,将电压表与灯泡L并联,只闭合S、S2时,则电压表有示数且接近电源电压,故①不符合题意;
②若灯泡L处短路,将电压表与灯泡L并联,只闭合S、S2时,则电压表无示数,将电压表与开关S2并联,只闭合S、S2时,则电压表仍然无示数,故②不符合题意;
③若开关S2处断路,将电压表与灯泡L并联,只闭合S、S2时,则电压表无示数,将电压表与开关S2并联,只闭合S、S2时,则电压表有示数且接近电源电压,故③符合题意;
(4)①只闭合S、S2,R与L串联,电压表测L两端的电压,移动滑片P,使电压表示数U额=2.5V,此时灯泡L正常发光;
②只闭合S、S1,R与R0串联,此时电压表测R0两端的电压U0=2.25V,则有:
,即:
,解得:
R滑=
Ω;
③灯泡正常发光时,滑动变阻器两端的电压:
U滑′=U-U额=3V-2.5V=0.5V,
由欧姆定律和串联电路电流规律得到此时电路中的电流:
I=I滑=
=0.3A,
则小灯泡的额定功率:
P额=U额I=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)当电阻不变时,由P=
可知,电压变为原来的一半,功率变为原来的四分之一,由于灯泡的电阻是变化的,当电压减小时,功率减小,电阻也减小,故当小灯泡两端的实际电压为额定电压一半时,由P=
可知,小灯泡的实际功率P实>
P额。
【拓展】
3.重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验,难点是最后一问缺少电流表时,结合滑动变阻器R1的最大阻值,根据最后两次电压表的示数差可知滑动变阻器R1的的电压,再结合欧姆定律把R2表示出来,进而得出功率的表达式.体会实验中利用了等效法。
某同学要测量一个额定电压为2.5V的小灯泡的额定功率,电路图如图甲所示,使用的电源电压约为6V,滑动变阻器的规格是“5Ω2A”.
(1)闭合开关前,滑动变阻器的滑片P应移至________(填“a”或“b”)端.
(2)该同学将滑片移至正确位置后,闭合开关,观察到电压表的示数如图乙所示,此时小灯泡两端的电压为________V.为了保证小灯泡不被损坏,接下来应该进行的操作是__________________.
(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,请你写出一条改进措施:
____________________________.
【答案】b2.9断开开关更换最大阻值更大的滑动变阻器
【解析】
【分析】
【详解】
(1)做电学实验时,为了保护电路,在连接好电路后,闭合开关前,滑动变阻器滑片移动到最大阻值处,即图中的b端.
(2)图乙所接量程为电压表的小量程,分度值为0.1V,故电压表读数为2.9V,此时电压高于小灯泡的额定电压2.5V,所以为了保护小灯泡不被损坏,应立即断开开关;
(3)为了能测出这个小灯泡的额定功率,就要使小灯泡两端电压达到额定电压2.5V,具体措施为:
电源电压改为3V电压或更换最大阻值较大的滑动变阻器。
4.PL=UL′I′=4.5V×0.3A=1.35W。
在探究“电流与电阻的关系”实验中,小硕选用如下器材:
电压恒为5V的电源阻值为5Ω、100Ω、200Ω的定值电阻,规格为“30Ω1A”的滑动变阻器,电流表电压表,开关和若干导线
(1)如图甲所示为小硕连接的实验电路,闭合开关前发现电路中有一根导线连接错误,请在连接错误的导线上画“×”,并用笔画线代替导线将电路连接正确.
(_________)
(2)改正错误后,用开关试触,发现电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动.小硕分析可能是定值电阻发生了_____故障.
(3)排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,其示数为_____V.断开开关,保持滑动变阻器滑片位置不动,将5Ω电阻换成10Ω电阻,闭合开关,应将滑片向_____(填“左”或“右”)移动,使电压表示数与第一次实验示数相同此时电流表示数应为_____.
(4)在探究过程中,小硕发现,为了保持定值电阻两端电压不变,只要滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为_____即可.
(5)多次实验后,根据数据可以得出结论:
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成_____.
(6)小硕利用如图丙所示电路测量额定电流为0.2A小灯泡的额定功率,已知定值电阻R0的阻值为10Ω,电源电压未知且大于小灯泡的额定电压.
①开关S1接b,S2接d,电流表示数为0.6A,则电源电压为_____V.
②开关S1接a,S2接c,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为_____A,此时小灯泡正常发光.
③开关S1接b,S2接c,使滑动变阻器的滑片_____(填“移到上端”、“保持不动”或“移到下端”),电流表示数为0.3A.
④小灯泡额定功率P额=_____W.
【答案】
断路2右0.2A3:
2反比60.2保持不动0.8
【解析】
【分析】
【详解】
(1)[1]原电路中,电流表与电阻并联,电压表串联在电路中是错误的,电流表应与电阻串联,电压表与电阻并联,如下所示:
(2)[2]用开关试触,电压表指针迅速摆到表盘最右端,电流表指针几乎未动,可能是定值电阻发生了断路;
(3)[3]排除故障后,调节滑动变阻器的滑片,电压表示数如图乙所示,电压表选用小量程,分度值为0.1V,其示数为2V;
[4]根据串联分压原理可知,将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻,电阻增大,其分得的电压增大;探究电流与电阻的实验中应控制电压不变,应保持电阻两端的电压不变,根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压,由分压原理,应增大滑动变阻器连入电路中的电阻,所以滑片应向右端移动,使电压表的示数不变;
[5]由欧姆定律,电流表示数应为:
I=
=0.2A;
(4)[6]实验中保持定值电阻两端电压不变,由串联电路电压的规律,变阻器的电压为:
U滑=5V﹣2V=3V,
由分压原理,滑动变阻器连入电路阻值与电路中定值电阻阻值之比为
U滑:
U定=3V:
2V=3:
2;
(5)[7]根据数据可以得出结论:
电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比;
(6)①[8]开关S1接b,S2接d,电流表示数为0.6A,为定值电阻的简单电路,由欧姆定律,则电源电压为:
U=I1R0=0.6A×10Ω=6V;
②[9]开关S1接a,S2接c,调节滑动变阻器的滑片,使电流表示数为0.2A,此时小灯泡正常发光.
③[10]开关S1接b,S2接c,使滑动变阻器的滑片保持不动,电流表示数为0.3A.
④[11]在③中,变阻器与定值电阻串联,由欧姆定律,定值电阻的电压;
U0=I′R0=0.3A×10Ω=3V,
变阻器的电压为
6V﹣3V=3V,
由分压原理,变阻器连入的电阻为:
R滑=10Ω;
在②中,由欧姆定律,变阻器的电压:
U滑=IR滑=0.2A×10Ω=2V,
根据串联电路电压的规律,灯的额定电压为:
U额=6V﹣2V=4V,
小灯泡额定功率:
5.P额=ULI=5V×0.3A=1.5W.小绒在“测量小灯泡的电功率”实验活动中,使用的小灯泡额定电压为2.5V.
(1)在检查实验仪器时,发见电流表指针如图乙所示,则应对电流表进行____;
(2)图甲是他未连接好的实验电路,用笔画线代替导线帮他连接好实验电路.(要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮)
____
(3)检查电路连接无误后,闭合开关,发现小灯泡不亮,但电压表、电流表都有示数.则小灯泡不亮的原因可能是____.
(4)问题解决后,继续进行实验,闭合开关,发现电压表的示数如图丙所示,要测量小灯泡的额定功率,应将滑动变阻器滑片向____(选填“C“或“D“”)端滑动,直至电压表示数为____V,若此时电流表的示数为0.30A,则小灯泡的额定功率为____W.
(5)若两个额定电压为220V的白炽灯L1和L2的电压U与电流I的关系曲线如图丁所示,由图可知,L2的额定电流为____A,额定功率为____W;如果将L1和L2串联后接在220V的电源上,则L2的实际功率为____W.
【答案】调零
滑动变阻器阻值接入电路的阻值过大D2.50.750.511024
【解析】
【分析】
【详解】
(1)由图乙知道,电流表指针没有指在零刻度线上,所以在使用该电流表之前应对电流表进行机械调零,使指针指在零刻度线上;
(2)由图甲知道,电路图中只有滑动变阻器没有接入电路,由于要求滑动变阻器滑片P向右滑动时灯泡变亮,即此过程连入电路的电阻变小,电路的电流变大,所以,根据“一上一下”的原则,应将滑动变阻器的右下接线柱接入电路,如图:
(3)根据题意知道,闭合开关,电压表与电流表都有示数,则说明电路不存在断路,灯泡也没有发生短路,灯泡不发光的缘故应是:
闭合开关时,滑片置于阻值最大处,没有调节,使接入电路的阻值过大,电路电流过小,灯泡由于实际功率过小而不发光.
(4)由图丙知道,电压表选用的是小量程0-3V,分度值是0.1V,所以示数是1.2V,因为灯在额定电压是2.5V,所以,应增大灯的电压,由分压原理知道,应通过减小变阻器连入电路中的电阻大小,使变阻器分得的电压减小,所以滑片向D移动,直到电压表示数为2.5V;灯泡正常发光时,若电流表的示数为0.30A,则由P=UI知道,小灯泡的额度功率是:
P=UI=2.5V×0.3A=0.75W;
(5)由题意和图丁知道,当电压为220V时,L2的额定电流是0.5A,由P=UI知道,L2的额定功率是:
P=UI2=220V×0.5A=110W;
若两电阻串联时,则流过两电阻的电流相等,且总电压应为220V,由U-I图象知道,当I1=I2=0.3A时,L1的电压为140V,L2的电压为80V,符合串联电路的电压特点,所以串联后接在220V的电源上时,电流应是0.3A,此时L2的实际功率是:
P=U2I2′=80V×0.3A=24W.
【点睛】
6.点睛:
重点是测量小灯泡电阻和电功率的实验,注意滑动变阻器使用应一上一下接入电路,闭合开关前应调整到阻值最大端,电流表读数时,看清楚所用量程,搞清楚分度值再读数等都是常考的内容;选择滑动变阻器时,注意结合欧姆定律及串联电路分压的特点进行分析判断。
在“测量小灯泡的额定功率”实验中,灯泡中标有“3.8V”字样,电源电压恒定.
(1)请你用笔画线代替导线,将图甲中的实物电路连接完整;
(2)连接完实验电路后,开关试触时,发现灯泡不亮,电流表无示数,电压表的示数接近电源电压,其故障原因可能是;
(3)故障排除后,开始实验,在移动滑动变阻器滑片的过程中,眼睛应注视的示数,直到灯泡正常发光,此时电流表的示数如图乙所示,则灯泡的额定功率为____W.
⑷完成上述实验后,小聪向老师要了一个已知阻值为R0的电阻和一个单刀双掷开关,借助部分现有的实验器材,设计了如图丙所示的电路,也测出了灯泡的额定功率.请完成下列实验步骤:
①闭合开关S1,将S2拨到触点2,移动滑片,使电压表的示数为V;
②再将开关S2拨到触点1,保持滑片的位置不动,读出电压表的示数U;
③灯泡额定功率的表达式为P额=(用已知量和测得量表示).
【答案】
(1)如下图所示;
(2)小灯泡断路;(3)电压表;1.52;(4)①3.8;③[3.8V×(U-3.8V)]/R0
【解析】
(1)电流表串联,电压表并联,注意电压表量程,额定电压3.8v超过3v因此选择15v量程.
(2)电流表无示数说明电路不通,有断路,而电压表等于电源电压说明电路和电压表是通路,因此只有与电压表并联的灯泡不通有断路.
(3)已知额定电压3.8,因此我们要注视电压表示数,不能超过额定电压.正常发光时,电压为额定电压3.8v,电流从表盘读出为0.4A,根据
(4)新设计的电路中,电压表通过单刀双掷开关既可以测灯泡电压也可以测灯泡和定制电阻电压.而且二者只差就的定制电阻电压.
所以我们先S2拨到触点2,测灯泡电压,调滑动变阻器直到灯泡正常发光电压表3.8v,
然后拨到触电1,测灯泡和定制电阻总电压u,则有u-3.8就是定制电阻电压,因此定制电阻电流
,灯泡与其串联,电流相等.
最后灯泡电功率
考点:
实验电路的连接故障检测以及设计
7.因为灯泡的灯丝电阻是随温度而变化的,所以只要能得出电压越高,实际功率越大的结论即可,而多次测量时因为灯丝电阻的变化,意义不大.某同学做“测量小灯泡电功率”实验中,所用电源电压恒为4V,小灯泡的螺旋套上标有“2.5V”字样
(1)在检查仪器时,发现电流表的指针如图a所示,则他接下来的操作是 .
(2)请你根据图b电路图用笔画线代替导线,将图c中未完成的电路连接好.要求:
滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,导线不能交叉.
(3)检查仪器和电路无误后,闭合开关,调节调动变阻器片到某一位置时,电压表示数如图d所示,现要测定小灯泡的额定功率,应将滑片适当地向 (选填“左”或“右”)移动,同时眼睛应观察 .
(4)改变滑动变阻器的阻值,多次测量通过小灯泡的电流和它两端的电压,根据记录的数据画出了如图e所示的小灯泡的电流随电压变化的关系图象.由此可知,小灯泡的额定功率为 W,小灯泡灯线形电阻随电压的增大而 (选填“增大”、“不变”或“减小”).
(5)完成了上述实验后,小明进一步探究通电直导线周围的磁场分布情况,找来小磁针、铁屑、硬纸板等,做了如图f所示的实验,发现了直导线周围的磁场是以导线为圆心的同心圆圈,并找到了判断直导线周围磁场的方法:
“用右手握住直导线.让大拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向.”请你用小明的方法判断如图g中小磁针北极转向 .图h中小磁针北极转向 (两空均选填“纸内”或“纸外”).
【答案】
(1)调零;
(2)见下图(3)左;电压表示数,使电压表示数为2.5V;(4)0.625;增大;(5)纸外;纸内.
【解析】
试题分析:
(1)使用电表前,仔细观察指针是否指在零刻线,如不是,需要调零;
(2)根据题目要求,滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧,连入电路的阻值变大,由图可知滑动变阻器的下接线柱应接左侧;
(3)由电压表的示数可知,电压为2.7V大于额定电压,现要测定小灯泡的额定功率,就要求小灯泡两端电压为2.5V,根据串联分压特点,滑动变阻器的滑片应向左移;同时观察电压表直到2.5V;
(4)由图5可知,小灯泡2.5V时的电流,由P=UI可求额定功率,小灯泡电阻受温度影响较大,随电压增大而增大;
(5)根据用右手握住直导线.让大拇指指向直导线中电流的方向,则弯曲的四指所指方向为磁场方向,先根据安培定则判断出通电导体下方磁场的方向,然后根据小磁针静止时,北极的指向为磁场方向可知小磁针N极的指向.
解:
(1)电表的使用注意调零,观察量程、分度值;由图1可知需要调零;
(2)滑动变阻器的滑片向右移动时,连入电路的阻值变小,由图可知滑动变阻器的下接线柱应接右侧;
(3)由电压表的示数可知,电压为2.7V>2.5V,根据串联分压特点,滑动变阻器的滑片应向左移,增大滑动变阻器阻值分去多余的0.2V电压;同时观察电压表到示数为2.5V为止;
(4))由图5可知,小灯泡2.5V时的电流,I=0.25A,P=UI=2.5V×0.25A=0.625w,
小灯泡电阻受温度影响较大,故随电压增大而增大;
(5)伸出右手,大拇指指向电流的方向,四指的方向为磁场的方向,故图7导体正下方磁场方向向外,即小磁针静止时N极的指向为纸外;图8中磁场方向垂直纸面向内.
故答案为
(1)调零;
(2)如下图
(3)左、电压表示数;(4)使电压表示数为2.5V、0.625、增大;(5)纸外;纸内.
8.保持滑片的位置不变,断开开关S1,闭合开关S2,此时电路的连接关系没有变化,各电阻的大小和电压保持不变,灯仍正常发光,根据串联电路电压的规律,此时灯的电压为UL=U﹣I额R0,则小灯泡的额定功率:
P额定=ULI额=(U﹣I额R0)I额.小华在“探究小灯泡的亮度与哪些因素有关”的实验中,所用电源电压恒为3V,小灯泡上标有“2.5V”字样.
(1)请用笔画线代替导线,将图中的实物电路连接完整.
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到最端(选填“左”或“右”).闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数.若电路中仅有一处故障,这个故障可能是:
.
(3)排除故障后继续实验,小华进行了4次测量,并将有关数据及现象记录在表格中.在第1次实验中小灯泡不亮的原因是:
.
物理量
次数
电压
U/V
电流
I/A
实际电功率
P/W
小灯泡
亮度
1
0.5
0.12
0.06
不亮
2
1.5
0.20
0.30
偏暗
3
2.5
0.30
正常
4
2.8
0.32
0.90
更亮
(4)分析表中信息,可知小灯泡的额定功率为W.实验得出的结论是:
小灯泡的实际电功率____,灯泡越亮.
【答案】
(1)如图所示
(2)左灯泡短路(3)变阻器连入电路的阻值太大,小灯泡的实际电功率太小(4)0.75越大
【解析】
试题分析:
(1)根据题意需要测量灯泡两端的电压和通过的电流,因为小灯泡的额定电压是2.5V,故电压表的量程为0~3V,且与灯泡并联,滑动变阻器按一上一下的原则与电流表串联,闭合开关前,必须将滑片移到阻值最大处即可,如下图所示
(2)闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片移到阻值最大处,即最左端.闭合开关后,发现灯泡不亮,电压表无示数,电流表有示数.且电路中仅有一处故障,所以故障应是灯泡短路.(3)根据题意知道在第1次实验中小灯泡不亮的原因是变阻器连入电路的阻值太大,小灯泡的实际电功率太小;(4)根据第1次实验中的数据知道小灯泡的额定功率为P=UI=2.5V×0.3A=0.75W,由实验得出的结论是:
小灯泡的实际电功率大,灯泡越亮.
【考点定位】探究影响小灯泡亮度的因素
9.故答案为:
(1).“50Ω2A”
(2).图见详解。
(3).0.24(4).小于(5).小在测标有“2.5V”、正常发光时电阻约为8Ω的小灯泡功率的实验中
(1)如图甲所示,某同学连接的电路有一处错误,请帮他指出来:
_____。
(2)这位同学把错误改正后,闭合开关,发现电流表、电压表都有示数,但却观察不到小灯泡发光,则可能的原因是_____(填选项序号)。
A.小灯泡断路
B.小灯泡短路
C.变阻器最大阻值较大
D.变阻器最大阻值较小
(3)某一时刻,电流表、电压表示数如图乙所示,则此时小灯泡的功率为_____W。
(4)本实验中,不能完成的任务是_____(填选项序号)。
A.测量小灯泡电阻
B.探究小灯泡亮度与实际功率的关系
C.探究
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