專題強化07:歐姆、焦耳、電功、電功率的壓軸訓(xùn)練 【題型歸納】 題型一、電功的計算 題型二:焦耳定律 題型三:電功率的多段位問題 題型四:動態(tài)電路的電功率計算 題型五:動態(tài)電路的范圍問題 【題型探究】 題型一、電功的計算 1.(24-25九年級上·甘肅)如圖所示,R1=20,R3=60,只閉合S2時,電流表的示數(shù)為0.2A;當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,電流表的示數(shù)為1.2A。求: (1)電源電壓; (2)R2的阻值; (3)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,通電5min整個電路消耗的電能。 【答案】(1)16V (2)40Ω (3)3840J 【詳解】(1)只閉合S2時,電路為R1和R3串聯(lián),此時電路中的電流為0.2A,則電源電壓為 (2)當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,電路為R1和R2并聯(lián),則R1的電流為 R2的電流為 R2的阻值為 (3)當(dāng)只閉合開關(guān)S1時,電路為R1單獨串聯(lián),通電5min整個電路消耗的電能為 2.(23-24九年級上·四川眉山·期末)在如圖1所示的電路中,為定值電阻,R為滑動變阻器,電源電壓不變,閉合開關(guān)S后,調(diào)節(jié)滑片P從a端移動到b端的過程中,電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的變化關(guān)系如圖2所示。求: (1)電路中電流最小時,1min電流通過電阻R做的功; (2)電源電壓和定值電阻阻值的大小。 【答案】(1)240J (2)24V, 【詳解】(1)根據(jù)圖乙可知,滑動變阻器接入電路的阻值最大時,電壓表示數(shù)為20V,通過的電流最小為0.2A,由電路圖可知,R0與R串聯(lián),由圖乙可知,I最小=0.2A,UR=20V,所以電路中電流最小時,1min電流通過電阻R做的功 (2)當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,所以,電源的電壓 當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為零時,電路中的電流最大,由圖象可知,電路中的最大電流I大=1.2A,則電源的電壓 因電源的電壓不變,所以 解得R0=20Ω,則電源的電壓 題型二:焦耳定律 3.(23-24九年級上·四川廣安·期末)如圖所示的電路中,電源電壓恒定,小燈泡L標(biāo)有“6V4.8W ”字樣,定值電阻R1的阻值為10Ω,滑動變阻器R2標(biāo)有“20Ω 0.5A”字樣。當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P置于最左端時,只閉合開關(guān)S1,小燈泡L正常發(fā)光。請回答下列問題: (1)求小燈泡L的額定電流; (2)當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P置于最左端時,閉合開關(guān) S1、S2,求10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量; (3)只閉合開關(guān)S2,移動滑動變阻器的滑片P,在保證電路安全的條件下,求電路中的最大總功率。 【答案】(1)0.8A (2)36J (3)3W 【詳解】(1)根據(jù)得,小燈泡L的額定電流為 (2)當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P置于最左端時,只閉合開關(guān)S1,電路為只有小燈泡L工作的電路,燈泡正常發(fā)光,說明小燈泡L兩端的電壓為電源電壓,故電源電壓 當(dāng)滑動變阻器R2的滑片P置于最左端,閉合開關(guān)S1、S2,電路為小燈泡L和電阻R1并聯(lián)的電路,通過電阻R1的電流為 10s內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量為 (3)只閉合開關(guān)S2,電路為電阻R1和R2串聯(lián)的電路,串聯(lián)電路中的電流處處相等,故電路中的電流不能超過0.5A,即,電路中的最大總功率為 4.(23-24九年級上·安徽·階段練習(xí))如圖所示,R1為電阻箱、R2為定值電阻,M為額定電壓為3V、線圈電阻r=0.5Ω的電動機。閉合開關(guān)S、S1和S2,調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值分別為20Ω和30Ω時,電流表示數(shù)分別為0.9A和0.8A。求: (1)電源電壓和R2的阻值; (2)若只閉合S,電動機恰好正常工作,求1min時間內(nèi)電動機線圈產(chǎn)生的熱量。 【答案】(1)6V;10Ω (2)2.7J 【詳解】(1)由圖可知,閉合開關(guān)S、S1和S2時,R1與R2并聯(lián),電動機M被短路,電流表測量干路的總電流,當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值為20Ω時,根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律可得 當(dāng)調(diào)節(jié)電阻箱R1的阻值為30Ω時,可得 聯(lián)立以上兩式,可解得電源電壓與定值電阻R2的值分別為 U=6V R2=10Ω (2)由題意可知,只閉合開關(guān)S時,電動機M與定值電阻R2串聯(lián)接入電路,因為電動機M正常工作,所以其兩端電壓為3V,由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知,定值電阻R2兩端電壓為 U2=U-UM=6V-3V=3V 所以電路中的電流為 則由焦耳定律可得1min時間內(nèi)電動機線圈產(chǎn)生的熱量為 Q=I2Rt=0.3A×0.3A×0.5Ω×60s=2.7J 題型三:電功率的多段位問題 5.(22-23九年級上·江蘇泰州·期末)在抗擊新冠肺炎疫情期間,中醫(yī)為診療發(fā)揮了積極作用,成為世界矚目“中國戰(zhàn)法”的重要組成部分。如圖甲所示為小華同學(xué)家的電中藥壺,有“猛火”和“文火”兩個擋位,其工作電路簡化為圖乙所示,其中S'為擋位開關(guān),R1、R2為定值電阻,紅燈、綠燈為指示燈,它們的阻值可忽略不計。已知:電中藥壺的額定電壓為220V,猛火擋的額定功率為1210W,R2的阻值為360Ω。 (1)閉合開關(guān)S,當(dāng)S'撥到“N”點時,處于猛火擋,此時紅燈亮,求電阻R1的阻值; (2)閉合開關(guān)S,當(dāng)S'撥到“M”點時,處于文火擋,此時綠燈亮,求文火擋的總功率; (3)小華用電中藥壺幫奶奶熬藥,先用猛火擋加熱6min至沸騰后,再用文火擋慢熬30min,求此過程中電中藥壺共消耗多少的電能。 【答案】(1)40Ω;(2)121W;(3) 【詳解】解:(1)當(dāng)開關(guān)S閉合,S′撥到N點時,電中藥壺處于猛火擋,紅燈亮,電路為R1和紅燈組成的串聯(lián)電路,猛火擋的額定功率為1210W,根據(jù)可知 R1為 (2)當(dāng)開關(guān)S閉合,S′撥到M點時,電路為兩電阻和綠燈的串聯(lián)的電路,電中藥壺處于文火擋,此時電路總電阻為 根據(jù)可知電中藥壺文火擋的額定功率為 (3)小華用電中藥壺幫奶奶熬藥,先用猛火擋加熱6min至沸騰后,再用文火擋慢熬30min,根據(jù)可知,電中藥壺共消耗的電能為 答:(1)電阻R1的阻值為40Ω。 (2)文火擋的總功率為121W。 (3)此過程中電中藥壺共消耗的電能。 6.(2024·廣東佛山·三模)如圖甲是有保溫、加熱功能的暖菜板,簡化電路如圖乙所示,其中M為風(fēng)扇,R1和R2均為電熱絲,R2=96.8Ω。說明書上保溫總功率由于污漬遮擋看不清。暖菜板正常工作時,求: (1)內(nèi)置風(fēng)扇的電流(保留兩位小數(shù)); (2)R1的阻值; (3)保溫狀態(tài)下工作5min,電熱絲產(chǎn)生的熱量。 【答案】(1)0.45A;(2)30.25Ω;(3)114285.71J 【詳解】解:(1)內(nèi)置風(fēng)扇的功率P風(fēng)扇=100W,電壓U=220V,則內(nèi)置電扇的電流 (2)分析電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S2的“2”接“4”、“1”接“3”時,R1、R2并聯(lián),此時電路總功率最大,為加熱狀態(tài),總功率P總=2100W,R2的功率 則R1的功率 則R1的阻值 (3)分析電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S2的“2”接“3”時,R1、R2串聯(lián),此時總電阻較大,總功率較小,為保溫狀態(tài),則總電阻 保溫狀態(tài)下工作時間 電熱絲產(chǎn)生的熱量 答:(1)內(nèi)置風(fēng)扇的電流是0.45A; (2)R1的阻值是30.25Ω; (3)保溫狀態(tài)下工作5min,電熱絲產(chǎn)生的熱量是114285.71J。 題型四:動態(tài)電路的電功率計算 7.(23-24九年級上·江西贛州·期末)如圖甲所示電路,電源電壓為3V且保持不變。閉合開關(guān)S后,滑片P從a端移到b端的過程中,電壓表示數(shù)U與電流表示數(shù)I的關(guān)系圖像如圖乙所示。求: (1)定值電阻R2的阻值; (2)R1的最大電阻; (3)在中點時,電阻R2消耗的功率多大? 【答案】(1)5Ω (2)10Ω (3)0.45W 【詳解】(1)由圖甲可知,R1與R2串聯(lián),電壓表測R1兩端的電壓,電流表測電路中的電流。 當(dāng)滑片位于b端時,接入電路中的電阻為零,只R2接入電路,電路中的電流最大,由圖乙可知,電路中的最大電流 I1=0.6A 由得,R2的阻值 (2)當(dāng)滑片位于a端時,接入電路中的電阻最大,電路中的電流最小,電壓表的示數(shù)最大,由圖乙可知,電路中的最小電流0.2A,電壓表的最大示數(shù)2V,則滑動變阻器的最大阻值 (3)當(dāng)滑動變阻器滑片置于中點時,因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和,故總電阻為 所以,電路中電流表的示數(shù) 電阻R2消耗的功率 8.(23-24九年級上·湖南·階段練習(xí))如圖所示的電路中,電源電壓恒定,電流表量程為,燈泡L的規(guī)格為“6V,3W”(小燈泡電阻不變),滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,閉合S、、,移動滑動變阻器的滑片到a點(圖中未標(biāo)出),此時電阻為,電流表和的示數(shù)分別為和,且;保持滑片位置不動,斷開、,閉合S,此時電壓表的示數(shù)為,的功率為,燈泡恰好正常發(fā)光;再將滑片移動到最右端,此時電壓表示數(shù)為,的功率為。已知,求: (1)小燈泡電阻; (2)∶的比值; (3)在各元件安全前提下,通過開關(guān)的通斷,求電路消耗的最大功率和最小功率。 【答案】(1) (2)3∶2 (3)10∶1 【詳解】(1)小燈泡的電阻為 (2)當(dāng)開關(guān)S、S1、S2閉合,滑動變阻器R2的滑片到a點時,等效電路如圖所示 電流表 A1和A2的示數(shù)之比為5∶3,變阻器R2在a點的電流與電阻R1的電流之比為 并聯(lián)電路中,電流和電阻成反比,可得 (3)當(dāng)開關(guān)S閉合S1、S2斷開,滑片在a點不動時,等效電路如下左圖所示,滑片移到最右端,等效電路如下右圖所示: 設(shè)在a點的電流為I,在最右端的電流為I’,根據(jù)題意可得,由此可得 ……① ……② 根據(jù)①②可得,,因為,則 電源電壓為 ; 當(dāng)開關(guān)S、、閉合,滑動變阻器的電流最大時,電路總功率最大,此時R1的電流為 最大電流 最大功率 當(dāng)開關(guān)S閉合、斷開,滑動變阻器阻值最大時,電路的總功率最小,此時電路的最小電流為 最小功率 所以在各元件安全前提下,電路消耗的最大功率和最小功率之比 題型五:動態(tài)電路的范圍問題 9.(23-24九年級上·廣西南寧·階段練習(xí))如圖所示,電源電壓恒為9V,的阻值為,滑動變阻器的規(guī)格為“”電流表的量程為“”小燈泡上標(biāo)有“”字樣。S閉合,、均斷開,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P的位置,使小燈泡正常發(fā)光。求: (1)小燈泡正常發(fā)光時的電阻。 (2)燈泡正常發(fā)光時,滑動變阻器的阻值。 (3)當(dāng)S、和均閉合時,電路消耗的最小功率。 【答案】(1) (2) (3) 【詳解】(1)由可得,小燈泡正常發(fā)光的電流為 由可得,小燈泡正常發(fā)光的電阻為 (2)當(dāng)S閉合,S1、S2均斷開時,滑動變阻器與燈泡串聯(lián),電流表測電路電流,因串聯(lián)電路各處電流相等,所以,通過燈泡和滑動變阻器的電流相等,所以,當(dāng)燈泡正常發(fā)光時,變阻器中通過的電流為 由串聯(lián)電路電壓規(guī)律可得,變阻器兩端的電壓為 由歐姆定律可得,變阻器接入電阻為 (3)當(dāng)S、S1、S2均閉合時,滑動變阻器與R0并聯(lián),燈泡被短接,電流表測干路電流,通過R0的電流為 當(dāng)滑動變阻器的阻值最大時,此支路上的電流最小,最小電流為 則干路上的最小電流為 則電路消耗的總功率最小值為 10.(23-24九年級上·山東青島·期末)如圖所示,燈L標(biāo)有“6V;6W”字樣,滑動變阻器R2的最大電阻為12Ω,,電流表的量程是0—3A,當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開,滑片P滑至滑動變阻器a端時,燈L恰好正常發(fā)光(忽略燈L的電阻受溫度的影響,畫出相應(yīng)的等效電路圖),試求: (1)電源電壓是多少? (2)當(dāng)電路中只閉合S1,滑動變阻器滑片P滑到R2中點時,燈L的實際功率是多少? (3)當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,在保證電流表安全的情況下,電路的總功率最大是多少? 【答案】(1);(2);(3) 【詳解】(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合,S2、S3斷開,滑片P滑至滑動變阻器a端時,燈L恰好正常發(fā)光。等效電路圖為 所以電源的電壓 (2)L正常發(fā)光時,兩端的電壓 功率為6W,因為P=UI,所以通過的電流 因為I=,所以燈泡的電阻 當(dāng)電路中只閉合S1,滑動變阻器滑片P滑到R2中點時,電路中的電流 燈L的實際功率 (3)當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,在保證電流表安全的情況下,燈泡被短路,和并聯(lián),當(dāng)電流表示數(shù)為時,電路中的總電阻 即 代入數(shù)據(jù)得 此時,在保證電流表安全的情況下,電路的總功率最大,最大功率 答:(1)電源電壓是; (2)當(dāng)電路中只閉合S1,滑動變阻器滑片P滑到R2中點時,燈L的實際功率是; (3)當(dāng)S1、S2、S3都閉合時,在保證電流表安全的情況下,電路的總功率最大是。 【專題強化】 11.(24-25九年級上·云南曲靖)圖甲,電源電壓為6V,R1=10Ω,定值電阻R2、燈泡L的電流與電壓關(guān)系如圖乙所示。只閉合開關(guān)S1時電壓表示數(shù)為3V,求: (1)定值電阻的阻值R2; (2)只閉合開關(guān)S1時,燈泡的功率; (3)開關(guān)S1、S2、S3都閉合與只閉合S1、S3相比,電路工作20s消耗的電能之差。 【答案】(1); (2)1.8W; (3)72J 【詳解】(1)由圖乙可知,當(dāng)定值電阻R2兩端的電壓U2為3V時,通過的電流為0.6A,由可得,定值電阻R2的阻值為 (2)只閉合開關(guān)S1時,燈泡L與電阻R2串聯(lián),電壓表測燈泡L兩端的電壓,因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和,且串聯(lián)電路中各處的電流相等,當(dāng)電路中的電流為0.6A時,燈泡L兩端的電壓為3V、定值電阻R2兩端的電壓為3V時符合,則燈泡的功率 (3)開關(guān)S1、S2、S3都閉合時L與R1并聯(lián),此時電能為 只閉合S1、S3時電路為燈泡L的簡單電路,此時電能為 因并聯(lián)電路中各支路獨立工作、互不影響,所以電路工作20s消耗的電能之差即為R1消耗的電能,因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等,所以兩電路工作20s消耗的電能之差為 12.(24-25九年級上·云南曲靖·期中)火鍋是人們比較喜歡的一種飲食方式,如圖為小明家使用的一款電火鍋工作電路的原理圖。它有高、中、低三個加熱擋位,旋鈕開關(guān)可以分別置于“0和1”、“1和2”“2和3”或“0和3”接線柱上。正常工作時,低溫擋功率為高溫擋功率的,,,忽略溫度對電阻的影響。求: (1)高溫檔正常工作時的功率; (2)低溫檔正常工時電路中的電流;(保留分數(shù)) (3)已知該電火鍋在高溫檔正常工作時的加熱效率為80%,湯的比熱容為(,用該火鍋將20℃,1kg湯燒沸騰(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)至少要等待多長時間; (4)某次聚餐小明關(guān)閉家中的其他用電器,只讓電火鍋獨立工作,用高溫擋加熱湯液2min,電能表的表盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn)。此時電路電源的實際電壓是多少?[電能表的銘牌上標(biāo)有3000r/kW·h]。 【答案】(1)1000W (2)A (3)400s (4)198V 【詳解】(1)當(dāng)旋紐開關(guān)智于“2”和“3”接線柱時,并聯(lián),電路電阻最小,根據(jù)可知,電功率最大,火鍋處于高溫檔,根據(jù)并聯(lián)電路電阻規(guī)律可得此時電路總電阻 由可知,高溫檔的功率 (2)當(dāng)旋鈕開關(guān)置于“0”和“3”接線柱時,接入電路,電路電阻最大,根據(jù)知,電功率最小,火鍋處于低溫檔,由題意知,低溫檔功率為高溫檔功率的,即 ?? 由可得,低溫檔正常工作時電路的電流 (3)湯吸收的熱量 由可知,加熱燙的過程中電火鍋放出的熱量 由可知,需要等待的時間 (4)用高溫擋加熱湯液,電能表的表盤轉(zhuǎn)了81轉(zhuǎn),由可知電火鍋實際消耗的電能 由可知,電火鍋的實際功率 則由可得,此時的實際電壓 13.(23-24九年級上·山東淄博·期末)如圖所示,燈泡L標(biāo)有“6V??6W”字樣(不考慮燈絲電阻變化),定值電阻R 1=14Ω。當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3全部閉合時,燈泡正常發(fā)光,電流表示數(shù)為1.2A。求: (1)定值電阻R0的阻值大??; (2)S1閉合,S2、S3斷開時,通電1min電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量。 【答案】(1)30Ω;(2)32.4J 【詳解】解:(1)開關(guān)S1、S2、S3全部閉合時,R0與燈泡L并聯(lián),R1被短路,電流表測干路電流,為1.2A。根據(jù)并聯(lián)電路電壓特點和燈泡正常發(fā)光可知,電源電壓為 U=U0=UL=6V 燈泡正常發(fā)光時的電流為 根據(jù)并聯(lián)電路電流特點可得,通過R0的電流為 I0=I-I額=1.2A-1A=0.2A 所以定值電阻R0的阻值大小為 (2)S1閉合,S2、S3斷開時,R1與燈泡L串聯(lián),電流表測電路中的電流。燈泡的電阻為 電路中的電流為 則通電1min電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量為 Q=I2′RLt=(0.3A)2×6Ω×1×60s=32.4J 答:(1)定值電阻R0的阻值大小為30Ω; (2)S1閉合,S2、S3斷開時,通電1min電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量為32.4J。 14.(23-24九年級上·山東泰安·期末)如圖甲所示是某電飯鍋的電路圖,R1、R2為電熱絲,S為溫控開關(guān),A、B兩點接在家庭電路上。當(dāng)S閉合時,電飯鍋處于加熱狀態(tài),加熱功率為1100W;當(dāng)S斷開時,電飯鍋處于保溫狀態(tài),保溫功率為110W,求: (1)電熱絲R1、R2的阻值; (2)電飯鍋保溫5min,電熱絲R2產(chǎn)生的熱量; (3)已知該電飯鍋的加熱效率是80%,粥的比熱容,將2kg的粥用加熱檔從20℃加熱到86℃需要多長時間? (4)某周末的晚飯時,小明想利用自家電能表(如圖乙)測量電飯鍋的實際功率。于是他關(guān)閉了家中其它所有用電器,只讓電飯鍋在“加熱”狀態(tài)下工作,觀察到電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了45轉(zhuǎn)。求電飯鍋的實際功率。 【答案】(1),;(2);(3)600s;(4)900W 【詳解】解:(1)當(dāng)S閉合時,電飯鍋處于加熱狀態(tài),由圖甲可知,此時電路中只有工作,由可知,的阻值為 當(dāng)S斷開時,電飯鍋處于保溫狀態(tài),由圖甲可知,串聯(lián),由可知,的串聯(lián)總電阻為 根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點可知,的阻值為 (2)由可知,保溫狀態(tài)時電路中的電流為 電飯鍋保溫,電熱絲產(chǎn)生的熱量為 (3)粥吸收的熱量為 加熱擋加熱時電流做的功為 加熱擋加熱需要的時間為 (4)表示電路中用電器每消耗,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過3000轉(zhuǎn),電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了45轉(zhuǎn),電飯鍋消耗的電能為 電飯鍋的實際功率為 答:(1)電熱絲R1、R2的阻值分別為,; (2)電飯鍋保溫5min,電熱絲R2產(chǎn)生的熱量為; (3)將2kg的粥用加熱檔從20℃加熱到86℃需要600s; (4)電飯鍋的實際功率為900W。 15.(23-24九年級上·山東德州·期末)小華家買了一個家用電吹風(fēng),其簡化電路如圖所示,主要技術(shù)參數(shù)如表。電吹風(fēng)在額定電壓下工作,請解答如下問題: (1)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時,通過電動機的電流是多大? (2)正常工作時電熱絲的電阻是多大? (3)電吹風(fēng)內(nèi)電動機的線圈電阻是0.8,電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min線圈產(chǎn)生的熱量是多少? 【答案】(1)0.5A;(2)55;(3)120J 【詳解】解:(1)當(dāng)吹冷風(fēng)時,只有電動機工作,其功率,由可得,通過電動機的電流為 (2)當(dāng)電吹風(fēng)吹熱風(fēng)時,電動機和電熱絲同時工作,電動機與電熱絲并聯(lián),電熱絲的電功率為 由可得電熱絲的電阻值為 (3)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min產(chǎn)生的熱量(電流通過電動機產(chǎn)生的熱量)為 答:(1)電吹風(fēng)吹冷風(fēng)時,通過電動機的電流為0.5A; (2)正常工作時電熱絲的電阻為55; (3)電吹風(fēng)內(nèi)電動機的線圈電阻是0.8,電吹風(fēng)吹冷風(fēng)10min線圈產(chǎn)生的熱量為120J。 16.(2024·四川南充·模擬預(yù)測)如圖1所示,電源電壓不變,電流表量程為0~0.6A,電壓表量程為0~3V,滑動變阻器R的規(guī)格為“50Ω 2A”,燈泡L的額定電流為0.3A。圖2是燈泡L的電流與電壓關(guān)系圖像。閉合開關(guān)S,當(dāng)滑片P移至某一位置時,電壓表和電流表的示數(shù)分別為2.5V和0.25A。 (1)求電源電壓; (2)在保證電路安全的情況下,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,燈泡的最小功率是多少? (3)用定值電阻R1替換燈泡L,在保證電路安全的情況下,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,發(fā)現(xiàn)電流表示數(shù)的最大值與最小值之差恰好為0.3A,這一過程中滑動變阻器連入電路的阻值始終小于50Ω,求定值電阻R1的可能值。 【答案】(1) (2) (3)5Ω或10Ω 【詳解】(1)閉合S,燈L與滑動變阻器R串聯(lián),當(dāng)時 由圖2可知,當(dāng)時 根據(jù)串聯(lián)電路電壓的特點得 (2)由題意知,電壓表測滑動變阻器兩端電壓,當(dāng)電壓表示數(shù)最大為3V時,此時燈L的電壓最小,功率最小,故燈L兩端最小電壓為 由圖2知,燈L的最小電流 燈L的最小功率為 (3)滑動變阻器與定值電阻R1串聯(lián),電壓表測變阻器的電壓,電壓表量程為0~3V,變阻器的最大電壓不能超過3V,當(dāng)滑動變阻器的電壓最大為3V時,此滑動變阻器接入電路電阻最大,電路電流最小,此時定值電阻R1兩端電壓為 此時電路電流為 若R1阻值較小,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,電流表能達到最大示數(shù)0.6A,已知電流表示數(shù)的最大值與最小值之差恰好為0.3A,則當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時,有 解得 若R1阻值較大,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,電流表不能達到最大示數(shù)0.6A,則滑動變阻器連入電路的電阻為0時,電路的電流最大,即 則 解得 故定值電阻R1的可能值為5Ω和10Ω。 17.(23-24九年級上·遼寧盤錦·期末)如圖,電源電壓恒定,小燈泡有“6V;3W”字樣.定值電阻的阻值為10Ω,為滑動變阻器,開關(guān)S1、S2都閉合時,L恰好正常發(fā)光,電源表示數(shù)為1.1A.請回答下列問題: (1)小燈泡正常發(fā)光時的電流是多少? (2)電源電壓是多少?S1、S2都閉合時,滑動變阻器接入電路的阻值是多少? (3)S1、S2都斷開,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片使的電功率為電功率的2倍時,消耗的電功率是多少? 【答案】(1)0.5A; (2)10Ω; (3)1.6W 【詳解】解:(1)由P=UI得,小燈泡正常發(fā)光時的電流 (2)開關(guān)S1、S2都閉合時,電阻R2短路,燈與變阻器并聯(lián),電流表測電路的總電流,因燈L恰好正常發(fā)光,故電源電壓為U=6V;??電流表示數(shù)即為干路的總電流,I=1.1A,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律,通過變阻器的電流 由歐姆定律可得,滑動變阻器R1接入電路的阻值 (3)開關(guān)S1、S2都斷開,滑動變阻器R1與電阻R2串聯(lián),調(diào)節(jié)滑片使電阻R2的電功率為滑動變阻器R1電功率的2倍,根據(jù)串聯(lián)電路電流的規(guī)律,結(jié)合 電功率與對應(yīng)的電阻成正比,故 故 根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律,電路的電流 電阻 R2的電功率 ??答:(1)小燈泡正常發(fā)光時的電流是0.5A; (2)電源電壓是6V;滑動變阻器R1接入電路的阻值10Ω; (3)R2消耗的電功率是1.6W。 18.(2024·遼寧葫蘆島·一模)悅悅家里有一臺電熱鍋,它的一些參數(shù)如表所示,加熱功率由高、低兩個擋位,其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示。[,],請回答下列問題: (1)電熱鍋在低擋位工作室的額定功率是多少? (2)若將鍋中0.5L的水從16℃加熱到60℃,水吸收多少熱量? (3)愛動腦的悅悅把原電熱鍋內(nèi)部簡化電路設(shè)計成如圖乙所示,也有高、低兩個擋位。已知該電熱鍋允許通過的最大電流為8A,請判斷圖乙電路設(shè)計是否合理,通過計算說明原因。 【答案】(1)440W;(2);(3)不合理,見解析 【詳解】解:(1)由圖甲可知,當(dāng)雙觸點開關(guān)置于1時,、串聯(lián),根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點,此時總電阻最大,由可知,電路中總功率最小,電熱鍋處于低擋位。此時電路中的總電阻為 所以電熱鍋在低擋位工作時的額定功率為 (2)電熱鍋水的體積為 由可知,水的質(zhì)量為 水吸收的熱量為 (3)由圖乙可知,當(dāng)雙觸點開關(guān)置于2時,、并聯(lián),此時電路的總電阻最小,總電阻為 由可知,電路的總功率最大電熱鍋處于高擋位。此時干路電流為 高溫擋工作時干路總電流大于該電熱鍋允許通過的最大電流,所以乙圖電路不合理。 答:(1)電熱鍋在低溫擋工作室的額定功率是440W; (2)若將鍋中0.5L的水從16℃加熱到60℃,水吸收的熱量為; (4)由于乙圖高溫擋工作時干路電流大于該電熱鍋允許通過的最大電流,所以乙圖不合理。 19.(2024·陜西西安·模擬預(yù)測)某同學(xué)家里有一款暖腳器,拆開發(fā)現(xiàn)里面內(nèi)置一個熱墊,熱墊中有電熱絲使熱墊發(fā)熱,其內(nèi)部簡化電路如圖甲所示,其銘牌上的部分信息如乙表所示。[]求: (1)暖腳器在低溫擋正常工作時,電路中的電流; (2)暖腳器在高溫擋正常工作時的功率; (3)當(dāng)關(guān)閉其他用電器,只讓暖腳器單獨工作,發(fā)現(xiàn)家里如圖丙所示的電能表轉(zhuǎn)了10轉(zhuǎn),則可將初溫為15℃的熱墊加熱到多少攝氏度?(不計熱量損失) 【答案】(1);(2);(3) 【詳解】解:(1)由圖可知,當(dāng)只閉合開關(guān)S時,只有R1工作,電路的總電阻較大,暖腳器處于低溫擋,暖腳器在低溫擋正常工作時,電路中的電流為 (2)當(dāng)兩開關(guān)都閉合時,兩電阻并聯(lián),電路的總電阻較小,暖腳器處于高溫擋,暖腳器在高溫擋正常工作時的功率為 (3)暖腳器消耗的電能為 熱墊的末溫為 答:(1)暖腳器在低溫擋正常工作時,電路中的電流為; (2)暖腳器在高溫擋正常工作時的功率為; (3)可將初溫為15℃的熱墊加熱到。 20.(2024·福建福州·三模)實踐小組調(diào)查發(fā)現(xiàn),雨雪天氣里汽車后視鏡會變模糊,影響行車安全。他們設(shè)計了加熱電路給后視鏡除霧、除霜,圖是其電路圖,電源電壓為100V,加熱電阻與阻值均為100Ω,電路低溫擋除霧,高溫擋除霜。同學(xué)們對電路進行模擬測試,開啟除霜、除霧模式加熱后視鏡。已知后視鏡玻璃質(zhì)量約0.5kg,玻璃的比熱容約。求: (1)除霜模式下,電路中的電功率; (2)除霜模式下,加熱后視鏡40s,測得其溫度升高了3℃,電路的加熱效率; (3)若將該加熱電路進行改造,只將除霧模式下的功率改為25W,請判斷改變哪個加熱電阻的阻值,改變后的阻值應(yīng)為多少? 【答案】(1)100W ;(2)30% ;(3)R2 ,300Ω 【詳解】解:(1)由題意及可得,當(dāng)開關(guān)S、S1閉合時,電路中R2被短路,電路中電阻最小,功率最大,為高溫檔,為除霜模式,所以除霜模式下,電路中的電功率為 (2)由題意可得,后視鏡玻璃溫度升高3℃所吸收的熱量為 除霜模式下,加熱后視鏡40s所消耗的電能為 則電路的加熱效率為 (3)由題意及上述分析可得,當(dāng)開關(guān)S閉合時、S1斷開時,兩個電阻串聯(lián)接入電路,此時電路為除霧模式,但要將除霧模式下的功率改為25W時,應(yīng)該改變R2的阻值,由可得,除霧模式下電路的總電阻為 則改變后的阻值為 答:(1)電路中的電功率為100W; (2)加熱效率為30%; (3)改變了R2的阻值,改變后的阻值為300Ω。 21.(23-24九年級上·陜西西安·階段練習(xí))如甲、乙圖所示是某調(diào)溫型電烤箱和簡化電路圖,它的工作電壓為220V,R1和R2均為電烤箱中的加熱元件,R2的阻值為70Ω。在低溫擋工作時,電烤箱的電功率為440W。 (1)電烤箱是利用了電流的 工作的; (2)發(fā)熱電阻R1的阻值是多少? (3)高溫擋的電功率是多少? (4)小余發(fā)現(xiàn)傍晚用電高峰時,電烤箱內(nèi)比平時溫度低,他猜想是用電高峰時電壓偏低所致,于是他想用電能表和秒表測量家庭電路的實際電壓。傍晚用電高峰時,他關(guān)閉家里所有用電器,只讓電烤箱以高溫擋工作,發(fā)現(xiàn)在30s內(nèi)電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了25轉(zhuǎn),電能表的銘牌如圖丙所示,則用電高峰時家庭電路的實際電壓為多少?(不考慮電阻值隨溫度的變化) 【答案】(1)熱效應(yīng) (2)40Ω (3)1210W (4)200V 【詳解】(1)烤箱工作時消耗電能,將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,利用了電流的熱效應(yīng)工作的。 (2)電烤箱的工作電壓220V不變,由知,當(dāng)S1閉合,S2斷開時,兩發(fā)熱電阻串聯(lián),電路的總電阻最大,功率最小,為低溫擋,所以總電阻為 故發(fā)熱電阻R1的阻值為 R1=110Ω-70Ω=40Ω (3)由電路圖可知,當(dāng)兩開關(guān)都閉合時,電路為R1的簡單電路,電路中電阻最小,根據(jù)可知,電路的功率最大,此時電烤箱處于高溫擋,所以高溫擋的電功率為 (4)電能表盤中標(biāo)有3000r/kW·h,表示每消耗1kW·h的電能,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)3000圈,用電高峰時,關(guān)閉家里所有用電器,電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)25轉(zhuǎn)時,電烤箱消耗的電能為 實際功率為 高溫擋工作時,家庭電路的實際電壓為 22.(23-24九年級上·河南鄭州·階段練習(xí))圖甲是小明家的電飯鍋電路原理圖,該電飯鍋有高溫加熱和保溫兩擋。由溫控開關(guān)S進行調(diào)節(jié)。已知R0與R為電熱絲,現(xiàn)將電飯鍋插在220V的電源上,使用高溫擋工作時,電飯鍋功率為1000W;使用保溫擋工作時,電飯鍋功率為44W。[c水=4.2×103J/(kg?°C)]根據(jù)相關(guān)知識,回答下列問題: (1)電熱絲R的阻值為多少? (2)用此電飯鍋高溫擋將質(zhì)量為1kg、溫度為25℃的水加熱,使鍋中水溫升高了60℃,需用時5min,求此加熱過程中電飯鍋的加熱效率? (3)如圖乙所示,電能表上?處的電能表常數(shù)模糊不清,小明把家中其它用電器斷開僅使用電飯鍋,調(diào)至高溫擋燒水5min ,電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn),則電能表上模糊的參數(shù)應(yīng)該是多少? 【答案】(1)1051.6Ω (2)84% (3)3000 【詳解】(1)由圖甲可知,開關(guān)S閉合時,電路為電熱絲R0的簡單電路,電路的總電阻較小;開關(guān)S斷開時,電熱絲R0與R串聯(lián),電路的總電阻較大,根據(jù) ???? 可知開關(guān)S閉合時,電路消耗的電功率較大,電飯鍋處于高溫擋;開關(guān)S斷開時,電路消耗的電功率較小,電飯鍋處于保溫擋。根據(jù) 可得,R0的電阻 ???? 當(dāng)開關(guān)S斷開時,R0與R串聯(lián)時的總電阻 根據(jù)串聯(lián)電路的電阻規(guī)律可得,R的阻值 ???? (2)水吸收的熱量 ???? 根據(jù)功率公式可得,電飯鍋消耗的電能 ???? 此加熱過程中電飯鍋的加熱效率 ???? (3)由(2)可知,電飯鍋高溫擋燒水5min消耗的電能為 此過程中電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了250轉(zhuǎn),則電能表上對應(yīng)的參數(shù)值為 ???? 即電能表上模糊的參數(shù)應(yīng)該是3000。 23.(23-24九年級上·江蘇宿遷·期末)如圖甲所示電源電壓恒定為12V,圖乙是額定電壓為6V的小燈泡電流隨電壓變化的圖象為定值電阻,標(biāo)有“30Ω??1A”字樣,電流表的量程為0~3A.當(dāng)閉合開關(guān),斷開開關(guān)、時,燈L正常發(fā)光。求: (1)電阻值; (2)當(dāng)閉合開關(guān),斷開開關(guān)、時,調(diào)節(jié)變阻器滑片,使電流表示數(shù)為0.4A,1min內(nèi)變阻器產(chǎn)生的熱量; (3)當(dāng)開關(guān)、、均閉合時,電路允許消耗的最大功率。 【答案】(1)12Ω (2)216J (3)24W 【詳解】(1)由電路圖知,當(dāng)閉合開關(guān)S3,斷開開關(guān)S1、S2時,R1為定值電阻與燈L串聯(lián),燈L正常發(fā)光,由圖像可知通過燈泡的電流為0.5A,根據(jù)串聯(lián)電路電流特點知,通過R1為定值電阻的電流為0.5A,根據(jù)串聯(lián)電路電壓特點知,R1電阻值兩端的電壓為 根據(jù)可得,R1電阻值為 (2)根據(jù)電路圖可知,當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開開關(guān)S2、S3時,滑動變阻器與燈泡串聯(lián),調(diào)節(jié)變阻器的滑片,使電流表示數(shù)為0.4A,由圖像可知通過燈泡的電流為0.4A時,燈泡兩端電壓為3V,根據(jù)串聯(lián)電路電壓和電流特點知,R2電阻值兩端的電壓為 1min內(nèi)變阻器R2消耗的電能 (3)根據(jù)電路圖可知,當(dāng)開關(guān)S1、S2、S3均閉合時,定值電阻和滑動變阻器并聯(lián),燈泡被短路,電流表測量干路電流;通過R1的電流為 因為滑動變阻器允許通過的最大電流為1A,因此通過滑動變阻器的最大電流為1A;又因為并聯(lián)電路中,干路電流等于各支路電流之和,并且電流表量程為0~3A,因此干路的最大電流為 則電路允許消耗的最大功率 24.(23-24九年級上·山東德州·階段練習(xí))如圖甲所示電路中,電源電壓保持不變,R1、R2為定值電阻,R3為滑動變阻器,燈L上標(biāo)有“8V??1.6W”。當(dāng)閉合開關(guān)S2,斷開S1,移動滑動變阻器R3的滑片至B點時,燈L正常發(fā)光,電流表示數(shù)為I1,此時R3的功率為P1,當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開S2,移動滑動變阻器R3的滑片從A點移動到B點時,電壓表V1、V2示數(shù)與滑動變阻器R3阻值關(guān)系如圖乙所示,當(dāng)滑動變阻器R3的滑片在B點時電流表示數(shù)為I2,此時R3功率為P2,其中P1∶P2=4∶9求: (1)燈L正常發(fā)光時的電阻; (2)I1∶I2的值: (3)電源電壓; 【答案】(1)40Ω (2)2∶3 (3)15V 【詳解】(1)燈L正常發(fā)光的電阻為 (2)當(dāng)閉合開關(guān)S2,斷開S1時,燈L與R3串聯(lián),當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開S2時,R1、R2與R3串聯(lián),由P=I2R可得 則兩次電流的比值為 ① (3)當(dāng)閉合開關(guān)S2,斷開S1,移動滑動變阻器的滑片至B點時,燈L與R3串聯(lián),因為燈L正常發(fā)光,所以電路中的電流為 兩次電流的比值為,則I2=0.3A,滑動變阻器此時接入電路的電阻為 ② 當(dāng)閉合開關(guān)S1,斷開S2時,R1、R2與R3串聯(lián),電壓表V1測R2兩端的電壓,V2測R2和R3兩端的電壓之和,移動滑動變阻器的滑片至B點時,由圖乙可知,,。則滑動變阻器兩端的電壓為 滑動變阻器此時接入電路的電阻為 ③ 由①②③得 ④ 滑動變阻器的滑片從A點移動到B點時,電壓表V2的示數(shù)變化量為 即R1兩端的電壓變化量為2U0。電壓表V1的示數(shù)變化量為 即R2兩端的電壓變化量為U0。根據(jù)串聯(lián)電路的分壓原理可知 所以當(dāng)滑動變阻器的滑片在B點時,R2兩端的電壓為U0,則R1兩端的電壓為2U0。電源電壓為 ⑤ 由④⑤得U0=1.5V,U=15V。 25.(23-24九年級下·江蘇鎮(zhèn)江·階段練習(xí))如圖甲所示,電源電壓保持不變,R0為定值電阻,R為滑動變阻器。當(dāng)滑片P由滑動變阻器b端移動到a端的過程中,分別測出幾組對應(yīng)的電壓值和電流值,通過計算得出滑動變阻器對應(yīng)的電功率P,并畫出滑動變阻器的電功率P和電流I的關(guān)系圖像,如圖乙所示。求: (1)滑動變阻器的最大阻值; (2)R0的阻值和電源電壓; (3)整個電路消耗的最大電功率。 【答案】(1)50;(2)10,12V;(3)14.4W 【詳解】解:(1)由圖甲可知,定值電阻及與滑動變阻器串聯(lián),電壓表測滑動變阻器兩端的電壓,由乙圖可知,當(dāng)滑片P在b端時,電路中的電流最小,此時電路中的電流為0.2A,滑動變阻器兩端的功率為2W,滑動變阻器的最大阻 (2)由乙圖可知,當(dāng)滑片P在某點c處時,電路中的電流,,所以滑動變阻器接入電路的阻值 當(dāng)滑片P在b端時,電源電壓 ?????① 當(dāng)滑片P在某點c處時,電源電壓 ????② 由①②解得 , (3)當(dāng)滑片P在a端時,電路為R0的簡單電路,電路中的電流最大,電路消耗的電功率最大,最大電功率 答:(1)滑動變阻器的最大阻值為50Ω; (2)R0的阻值為10Ω,電源電壓為12V; (3)整個電路消耗的最大電功率為14.4W。 26.(23-24九年級上·四川廣元·期末)小華和小英在實驗室設(shè)計并連接了如圖甲所示的電路,圖中電源電壓U保持不變。她們進行了如下實驗:當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開,使滑動變阻器的滑片從最右端滑向最左端的過程中,讀取電壓表與電流表示數(shù);閉合開關(guān)S2,斷開S1,滑動變阻器的滑片在最右端時,電路的消耗的功率為1.2W。求: (1)定值電阻R1的阻值和R的最大阻值; (2)定值電阻R2的阻值; (3)通過調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片或改變開關(guān)S1、S2的通斷,能夠得到的整個電路的最大功率是多少? 【答案】(1)10Ω,6Ω; (2)7.3Ω; (3)3.8W 【詳解】(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時,定值電阻R1的阻值和R串聯(lián),電流表測電路中電流,電壓表測R1電壓。由乙圖可知,電流為0.25A時,電壓表示數(shù)為2.5V,根據(jù)得定值電阻R1的阻值為 當(dāng)滑片在最左端時,變阻器阻值為0,電路中只有R1,此時電壓表示數(shù)為4V,則電源電壓為4V。當(dāng)電流最小為0.25A時,變阻器阻值最大,根據(jù)得總電阻為 由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律得變阻器R的最大阻值為 (2)閉合開關(guān)S2,斷開S1,滑動變阻器的滑片在最右端時,R2和變阻器R的最大阻值串聯(lián),電路的消耗的功率為1.2W,則總電阻為 由串聯(lián)電路電阻的規(guī)律得定值電阻R2的阻值為 (3)S1、S2均閉合,滑動變阻器的滑片在最左端時,此時R1、R2并聯(lián),電路總電阻最小,根據(jù)得總功率最大,此時R1的功率為 R2功率為 由并聯(lián)電路電功率的規(guī)律知整個電路的最大功率為 27.(23-24九年級上·河北石家莊·期末)如圖所示電路,電源電壓為18V不變,定值電阻R1阻值為10Ω,滑動變阻器R2上標(biāo)有“50Ω,1A”字樣,電壓表接“0~15V”量程,電流表接“0~3A”量程。 (1)當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時,求定值電阻R1的電壓和滑動變阻器R2的阻值; (2)在保證電路安全前提下,求定值電阻R1的電功率范圍; (3)若用電阻R3來替換R1,不改變電壓表的量程,確保電路安全前提下,要求:在移動滑動變阻器滑片的過程中,電路中的最大電流恰好是最小電流的3倍,求滿足要求的R3的阻值。 【答案】(1)6V, 20Ω;(2)0.9W~10W;(3)9Ω或者25Ω 【詳解】解:(1)閉合開關(guān),定值電阻和滑動變阻器串聯(lián),電流表測量電路電流,電壓表測量滑動變阻器兩端的電壓。當(dāng)電流表示數(shù)為0.6A時,根據(jù)歐姆定律可知定值電阻R1的電壓 U1=IR1=0.6A×10Ω=6V 根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點可知滑動變阻器兩端的電壓 U2=U﹣U1=18V﹣6V=12V 根據(jù)歐姆定律可知滑動變阻器R2的阻值 (2)因為R2上標(biāo)有“50Ω??1A”,所以允許通過的最大電流是1A,則 P1大=I大2R1=(1A)2×10Ω=10W 根據(jù)歐姆定律可知電路的最小電流 此時R2兩端的電壓 U2=I小R2=0.3A×50Ω=15V 恰好等于電壓表的最大量程,電路安全 P1?。絀小2R1=(0.3A)2×10Ω=0.9W 定值電阻R1的電功率范圍為0.9W~10W。 (3)由題意可知,電路中的最大電流可能是1A或者是 (即R2=0) 電路中的最小電流可能是 (即R2=50Ω)或(即電壓表滿偏為15V時) 因為最大電流恰好是最小電流的3倍,則有以下幾種情況: ①電路中最大電流為1A,最小電流為時,電路的總電阻為 解得 R3=54Ω﹣50Ω=4Ω 根據(jù)可得,電壓表最大示數(shù) U2大=I小R2大A×50Ω≈16.7V>15V 所以這種情況不可能; ②電路中最大電流為1A,最小電流為時,則 ③電路中的最大電流為,所以最小電流為時,則 3 解得 R3=25Ω 電路中的最大電流為 I大1A 電壓表的最大示數(shù)為 所以這種情況可能; ④電路的最大電流為,所以最小電流為時;由于 3 所以這種情況不可能。 綜上可得:R3的阻值是9Ω或者25Ω。 答:(1)定值電阻R1的電壓12 V;滑動變阻器R2的阻值20Ω; (2)定值電阻R1的電功率范圍為0.9W~10W; (3)R3的阻值是9Ω或者25Ω。 型號805D電路 總功率加熱2100W電壓220V保溫用途暖菜、溫奶風(fēng)扇功率100W熱風(fēng)溫度50~75℃額定功率熱風(fēng)時:990W冷風(fēng)時:110W額定電壓220V質(zhì)量0.5kg額定電壓220V加熱電阻66Ω加熱電阻44Ω額定電壓220V電熱絲電熱絲熱墊質(zhì)量0.36kg

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