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电表改装原理是对多用电表工作原理的解读

更新时间:2024-01-04 文章作者: 信息来源: 阅读次数:
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内容    要求    要点解读ncd物理好资源网(原物理ok网)
电表改装原理        本部分内容是对多用电表工作原理的解读,是高考热点。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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一、表头ncd物理好资源网(原物理ok网)
常用的电压表和电流表都是由表头改装而成的,表头是一个小量程的电流表G。ncd物理好资源网(原物理ok网)
1.表头内阻Rg:指电流表G的内阻,一般为几百欧到几千欧。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.满偏电流Ig:指电流表G指针偏转到最大刻度时的电流(即电流表G所能测量的最大电流值),一般为几毫安到几十毫安。ncd物理好资源网(原物理ok网)
3.满偏电压Ug:指电流表G通过满偏电流时它两端的电压,一般为几毫伏到几十毫伏。ncd物理好资源网(原物理ok网)
由欧姆定律可知:Ug=IgRg。ncd物理好资源网(原物理ok网)
二、电表的改装ncd物理好资源网(原物理ok网)
    改装成电压表    改装成电流表ncd物理好资源网(原物理ok网)
内部电路          ncd物理好资源网(原物理ok网)
改装原理    串联分压    并联分流ncd物理好资源网(原物理ok网)
改装后的量程     ncd物理好资源网(原物理ok网)
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量程扩大的倍数     ncd物理好资源网(原物理ok网)
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接入电阻的阻值     ncd物理好资源网(原物理ok网)
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改装后的总内阻     ncd物理好资源网(原物理ok网)
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校对电路    改装成的电压表ncd物理好资源网(原物理ok网)
     改装成的电流表ncd物理好资源网(原物理ok网)
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三、欧姆表的原理ncd物理好资源网(原物理ok网)
1.构造:如图所示,欧姆表由电流表G、电池、调零电阻R和红黑表笔组成。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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欧姆表内部:电流表、电池、调零电阻串联。ncd物理好资源网(原物理ok网)
外部:接被测电阻Rx。ncd物理好资源网(原物理ok网)
全电路电阻R总=Rg+R+r+Rx。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.工作原理:闭合电路的欧姆定律I= 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
3.刻度的标定:红黑表笔短接(被测电阻Rx=0)时,调节调零电阻R,使I=Ig,电流表的指针达到满偏,这一过程叫欧姆调零。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)当I=Ig时,Rx=0,在满偏电流Ig处标为“0”。(图甲)ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)当I=0时,Rx→∞,在I=0处标为“∞”。(图乙)ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)当I= 时,Rx=Rg+R+r,此电阻是欧姆表的内阻,也叫中值电阻。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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图1是改装并校准电流表的电路图,已知表头a的量程为Ig=600 μA,内阻为Rg,图2是标准电流表,要求改装后的电流表量程为I=60 mA。图1中分流电阻RP的阻值为_______。在电表改装成后的某次校准测量中,电流表的示数如图所示,由此读出流过电流表的电流为_______mA。此时流过分流电阻RP的电流为________mA(保留一位小数)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【参考答案】(1)   (2)49.5  49.0ncd物理好资源网(原物理ok网)
【详细解析】(1)由于Rg和RP并联,由IgRg=IRRP和I=Ig+IR得:RP= ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)由图2知流过a电流表的电流I'为49.5 mA;设此时流过表头的电流为I'g,流过RP的电流为I'R,∵加在表头和RP上的电压相等,故有I'gRg=I′RRP①,I'=(I'g+I'R)②ncd物理好资源网(原物理ok网)
由①②联立得:I'R=49.005 mA≈49.0 mAncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.一个电流表的满刻度电流值Ig=0.6 A,面板如图所示,那么它每一小格所对应的电流是_________mA,指针现在的电流示数是_________A。如果这个量程为0.6 A的电流表内阻Rg=60 Ω,要把这个电流表的量程扩大成3 A,那么应该在Rg上_________联一个电阻RS,RS的大小应是_________;连上RS后,测某一电流,指针仍指到如图所示位置,则该电流是_________A,连上RS后,刻度盘上每一小格所代表的电流值是未连上RS前的_________倍。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【答案】20  0.340  并  15 Ω  1.7  5ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】电流表量程为0.6 A,由图示电流表可知,其分度值为0.02 A=20 mA,电流表示数为0.34 A;把电流表改装成量程为3 A的电流表,要并联一个电阻,并联电阻的阻值R= ;电流表改装后其量程为3 A,由图示电流表可知,其分度值为0.1 A,示数为1.7 A;电流表改装前的分度值是0.02 A,改装后的分度值为0.1 A,分度值变为原来的5倍。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.某同学欲将满偏电流Ig=100 μA、内阻未知的电流表改装成量程较大的毫安表,并对改装表进行校对。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)该同学采用“半偏法”利用如图所示的电路测量电流表的内阻(图中电源的电动势E=6 V)时,先闭合开关S1,调节电位器R,使电流表指针偏转到满刻度,再闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱R′,使电流表指针偏转到满刻度的_________,接着读出此时R′的阻值为198 Ω。则该同学测出的电流表的内阻为Rg=_________Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)若要将该电流表改装成量程为10 mA的电流表,需给它_________(选填“串联”或“并联”)一个阻值为R0=_________Ω的电阻。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)把改装好的电流表与标准电流表串联在电路中进行校对。由于(1)中对电流表内阻测定存在系统误差,若改装好的电流表的测量值为I1,标准电流表的测量值为I2,则I1_________I2(选填“>”、“=”或“<”)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)一半  198  (2)并联  2  (3)<ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)先闭合开关S1,调节电位器R,使电流表指针偏转到满刻度:再闭合开关S2,保持R不变,调节电阻箱R′,使电流表指针偏转到满刻度的一半,接着读出此时R′的阻值为198 Ω。电流表半偏,流过电阻箱的电流与流过电流计的电流相等,并联电压相等,则电流表的内阻为Rg=R′=198 Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)若要将该电流表改装成量程为10 mA的电流表,需给它并联一个分流电阻,并联电阻阻值:R0= 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)半偏法测电流表电阻比实际电阻偏小,按照测量值改装电流表时并联的电阻偏小,这个并联的电阻偏小分流大使电流表读数比实际偏小。即I1<I2ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【2019•学科网第一次高考原创押题预测新课标Ⅱ卷】某兴趣小组在学习了多用表后,在实验室找到一个电流表G,尝试自己动手改装一个电压表。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)先用半偏法测量电流表G的内阻,实验电路图如图所示,准备有下列器材:ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.待测电流表G(量程1 mA,内阻约几十欧)ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.滑动变阻器(阻值范围0~100 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.滑动变阻器(阻值范围0~20 kΩ)ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.电阻箱(0~999.9 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
E.电阻箱(0~9 999 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
F.电源(电动势9 V,有内阻)ncd物理好资源网(原物理ok网)
G.开关、导线ncd物理好资源网(原物理ok网)
①实验中要求有较高的精确度,在以上器材中,R1应选用________,R2应选用_________。ncd物理好资源网(原物理ok网)
②实验要进行的步骤有:ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.闭合开关S1ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.闭合开关S2ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.将R1的阻值调到最大ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.调节R1的阻值,使电流表指针满偏ncd物理好资源网(原物理ok网)
E.调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处ncd物理好资源网(原物理ok网)
F.记下R2的阻值并断开S1ncd物理好资源网(原物理ok网)
G.按图所示连接好实验电路ncd物理好资源网(原物理ok网)
以上步骤,合理的顺序是______________________(用步骤前的英文字母表示)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
③若在步骤F中读得R2的阻值是50.0 Ω,则电流表内阻Rg=___________Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)要将该电流表改装成量程是3 V的电压表,则应串联的一个阻值是_________Ω的电阻。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【参考答案】(1)①C  D   ②GCADBEF    ③50.0    (2)2950ncd物理好资源网(原物理ok网)
【详细解析】(1)①为准确测量电流表的内阻,滑动变阻器的阻值应远大于电流表的内阻,这样才可近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流是不变的;所以滑动变阻器应选择C。最终电阻箱阻值应调到与电流表内阻相等,为准确测量电流表的内阻,所以电阻箱应选择D。ncd物理好资源网(原物理ok网)
②先按图所示连接好实验电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1,调节R1的阻值,使电流表指针满偏,闭合开关S2,调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处,记下R2的阻值并断开S1,整理电路。则合理的顺序为GCADBEF。ncd物理好资源网(原物理ok网)
③滑动变阻器的阻值远大于电流表的内阻,近似认为开关S2闭合前后干路中的总电流不变。调节R2的阻值,使电流表指针偏转到满刻度一半处,则流过R2的电流与流过电流表的电流相等;R2与电流表并联,电流相等,则电阻相等;读得R2的阻值是50.0 Ω,则 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)将该电流表改装成量程是3 V的电压表,应串联电阻的阻值 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.实验室有一破损的双量程动圈式电压表,两量程分别是50 V和500 V,其内部电路如图1所示,因电压表的表头G已烧坏,无法知道其电学特性,但两个精密电阻R1、R2完好,测得R1=49.9 kΩ,R1=499.9 kΩ,现有两个表头,外形都与原表头G相同,已知表头G1的满偏电流为1 mA,内阻为60 Ω;表头G2的满偏电流0.5 mA,内阻为100 Ω,又有两个定值电阻r1=40 Ω,r2=20 Ω,若保留R1、R2的情况下,对电压表进行修复,则:ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)原表头G满偏电流Ig=__________,内阻rg=__________。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)用于修复电压表的器材有:__________(填器材符号)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)在虚线框中画出修复后的电路。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)Ig=1 mA  rg=100 Ω    (2)G1  r1     (3)如图所示ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【解析】(1)由图示电路图可知,电压表量程 , ,代入数据解得:Ig=1 mA,rg=100 Ω。(2)修复电压表,表头满偏电流为,Ig=1 mA,阻应为:rg=100 Ω,需要的实验器材为G1、r1。(3)电路图如图所示:ncd物理好资源网(原物理ok网)
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2.某同学欲将量程为200 μA的电流表G改装成电压表。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)该同学首先采用如图所示的实验电路测量该电流表的内阻Rg,图中R1、R2为电阻箱。他按电路图连接好电路,将R1的阻值调到最大,闭合开关S1后,他应该正确操作的步骤是        。(选出下列必要的步骤,并将其序号排序)ncd物理好资源网(原物理ok网)
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a.记下R2的阻值ncd物理好资源网(原物理ok网)
b.调节R1的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度ncd物理好资源网(原物理ok网)
c.闭合S2,调节R1和R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半ncd物理好资源网(原物理ok网)
d.闭合S2,保持R1不变,调节R2的阻值,使电流表的指针偏转到满刻度的一半ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)如果按正确操作步骤测得R2的阻值为500 Ω,则Rg的阻值大小为     ;(填写字母代号)ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.250 Ω    B.500 Ω    C.750 Ω    D.1 000 Ωncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)为把此电流表G改装成量程为2.0 V的电压表,应选一个阻值为     Ω的电阻与此电流表串联。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)bda  (2)B  (3)9 500ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)根据电路图判断此为半偏法测内阻,先断开 ,调节滑动变阻器 使电流表达到满偏,即b,然后闭合 ,调节电阻箱 使电流表半偏,即d,记下此时 的阻值即电流表内阻,即a。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)电阻箱和电流表并联,电流表电流变为一半量程,说明电阻箱分走一半电流,所以二者电流相等,所以电阻相等,选项B对。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)电流表改装为电压表,那么改装后的量程 ,解得串联的电阻 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【2019•第二次全国大联考新课标Ⅰ卷】研究小组欲将电流表改装成欧姆表,他们在实验室中找到的器材如下:ncd物理好资源网(原物理ok网)
干电池E(电动势1.5 V,内电阻0.1 Ω)    电阻箱R1(阻值范围为0~999 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
电流表A(量程0~0.6 A,内阻1 Ω)    电阻箱R2(阻值范围为0~999.9 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
开关S    导线若干ncd物理好资源网(原物理ok网)
定值电阻R=3 Ω    ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)如图1所示,电阻箱应选择____________________。为了将电流表(图2)的0.6 A标注为0 Ω,电阻箱的阻值应调整为__________Ω,则0.2 A 应标注__________Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)研究小组发现上述改装成的欧姆表测电阻阻值越大,指针偏转角越小。为了能让测电阻的阻值越大,指针偏转角也越大,请在方框内重新设计电路。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【参考答案】(1)R2  1.4  5  (2)如图所示ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【详细解析】(1)根据欧姆定律,E=IgR总,R总=r+Rg+R′,联立可得R′=1.4 Ω。由于需要用到0.1 Ω,故需选R2;由前面的分析可知,当0.6 A标注为0 Ω时,电阻箱示数应为1.4 Ω。当电流表示数为0.2 A时,E=Ig(r+Rg+R′+Rx),可得 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)要使所测电阻阻值越大,电流表示数越大,可采用并联接法,如答案图所示,定值电阻R为保护电阻。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.如图为多用表欧姆挡的原理图,其中电流表的满偏电流为300 μA,内rg=100 Ω,调零电阻的最大阻值R=50 kΩ,串联的固定电阻R0=50 Ω,电池电动势E=1.5 V。用它测量电阻Rx,能准确测量的范围是ncd物理好资源网(原物理ok网)
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A.30~80 kΩ    B.3~8 kΩ         C.300~800 Ω    D.30~80 Ωncd物理好资源网(原物理ok网)
【答案】Bncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】欧姆表的中值电阻附近刻度最均匀,读数误差最小;欧姆表的中值电阻R中等于欧姆表的内电阻R总,根据闭合电路欧姆定律,满偏时:Ig= ,半偏时, Ig= ,联立解得:R中=R总= ,故选B。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.一只电流表头,其内电阻Rg=299.7 Ω。当给表头并联上一个阻值为0.3 Ω的电阻后,此电流表量程为I=1 A。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)电流表头的满偏电流为__________mA;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)若把此电流表头改装为一量程为U=3 V的电压表,需给其串联一个__________Ω的电阻;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)若用这只电流表头和一节干电池(E=1.5 V,r=0.3 Ω)组装成欧姆表,现有变阻器R1=1 kΩ,R2=1.5 kΩ,应选用__________作调零电阻;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)当用这只组装好的欧姆表测某电阻时,欧姆表指针正好指在刻度中央,则被测电阻的阻值是__________ kΩ。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【答案】(1)1  (2)2 700.3  (3)R2  (4)1.5ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)设表头满偏电流为Ig,则并联电阻电流为(I–Ig),由Ig×299.7=(I–Ig)×0.3得Ig=1 mAncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)需串联的电阻 ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)由 得,R=1 200 Ω,故应选R2作为调零电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)中值电阻等于欧姆表头内阻,由 得,中值电阻R中=r+Rg+R= =1.5 kΩ,所以被测电阻的阻值是1.5 kΩncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.将一个 , 的表头改装成一个量程为3 V的电压表,正确的操作应该是ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.加一节电池ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.加两节电池ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.串联一个990欧姆的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.并联一个990欧姆的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.【2019•学科网第三次全国大联考江苏卷】正确的调零后,用内阻为200 Ω的多用电表粗测电阻Rx,多用电表的欧姆表表盘模糊,但能看到指针的直流电流区域,指针指示位置如图所示,则Rx约为ncd物理好资源网(原物理ok网)
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A.100 Ω           B.200 Ω                C.600 Ω           D.800 Ωncd物理好资源网(原物理ok网)
3.电流表的内阻为Rg、满刻度电流为Ig。那么以下结论中ncd物理好资源网(原物理ok网)
①如并联一个阻值为nRg的定值电阻,就可以改装为量程是nIg的电流表ncd物理好资源网(原物理ok网)
②如串联一个阻值为nRg的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n+1)IgRg的电压表ncd物理好资源网(原物理ok网)
③如并联一个阻值为Rg/(n–1)的定值电阻,就可以改装为一个量程是nIg的电流表ncd物理好资源网(原物理ok网)
④如串联一个阻值为Rg/n的定值电阻,就可以改装为一个量程是(n–1)IgRg的电压表ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.①③正确        B.②④正确ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.①④正确        D.②③正确ncd物理好资源网(原物理ok网)
4.如图所示,四个相同的表头分别改装成两个安培表和两个伏特表。安培表A1的量程大于A2的量程,伏特表V1的量程大V2的量程,把它们按图接入电路,则ncd物理好资源网(原物理ok网)
①安培表A1的读数大于安培表A2的读数;ncd物理好资源网(原物理ok网)
②安培表A1的偏转角小于安培表A2的偏转角;ncd物理好资源网(原物理ok网)
③伏特表V1的读数小于伏特表V2的读数;ncd物理好资源网(原物理ok网)
④伏特表V1的偏转角等于伏特表V2的偏转角;ncd物理好资源网(原物理ok网)
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A.①②        B.②③ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.③④        D.①④ncd物理好资源网(原物理ok网)
5.一个电流表由灵敏电流表G并联一个分流电阻R组成,如图所示。在核对过程中发现它的示数比标准电流表示数稍大一点,下面办法可以矫正的是ncd物理好资源网(原物理ok网)
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A.在电阻R的支路上串联一个比R小得多的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.在电阻R的支路上串联一个比R大得多的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.再并联一个比R小得多的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.再并联一个比R大得多的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
6.电流表的内阻是 ,满刻度电流值是   ,现欲把这电流表改装成量程为1.0 V的电压表,正确的方法是ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.应串联一个0.1  的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.应并联一个0.1  的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.应串联一个1 800  的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.应并联一个1 800  的电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
7.某同学完成了电压表的改装后,将改装后的电压表和标准电压表并联,然后接入电路进行测量,发现改装表的示数总比标准表的示数小,为了校准改装表,应ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.增大改装表的串联电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.减小改装表的串联电阻ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.用一个电阻与标准表串联ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.用螺丝刀调整改装表的调零螺丝ncd物理好资源网(原物理ok网)
8.一灵敏电流计,允许通过的最大电流(满偏电流)为Ig=50 μA,表头电阻Rg=1 kΩ,若改装成量程为Im=5 mA的电流表,应________(填“串联”或“并联”)的电阻阻值为___________Ω(保留三位有效数字)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
9.某同学用量程为1 mA、内阻为211 Ω的表头按图示电路改装成量程分别为1 V和1 A的多用电表。图中 和 为定值电阻,S为开关。回答下列问题:ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)开关S闭合时,多用电表用于测量_________(填“电流”、“电压”);ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)定值电阻的阻值 =_____Ω, =_____Ω。(结果取3位有效数字)ncd物理好资源网(原物理ok网)
10.把电流表改装成电压表的实验中所用电流表G的满偏电流Ig=200 μA,内阻估计在400~600 Ω之间。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)按图测定电流表G的内阻Rg,需要选用合适的器材,现有供选用的器材如下:ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.滑动变阻器(阻值范围0~200 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.滑动变阻器(阻值范围0~1 750 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.电阻箱(阻值范围0~999 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.电阻箱(阻值范围0~99 999 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
E.电源(6 V,内阻不计)ncd物理好资源网(原物理ok网)
F.电源(12 V,内阻不计)ncd物理好资源网(原物理ok网)
按实验要求,R最好选用______,R′最好选用_____,E最好选用_____。(填入选用器材的字母代号)ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(2)假定由上述步骤已测出电流表内阻Rg=500 Ω,现在通过串联一个24.5 kΩ的电阻把它改装成为一个电压表,此电压表的量程为__________。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)图是测定未知电阻Rx的电路图,图是电路中所需要的器材(虚线框内为上述已改装好的电压表),请按电路图画出连线,将所示器材接成实验电路。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(4)测量时,电流表的读数为0.20 A,而改装后的电压表的表头读数如图所示,那么Rx的阻值等于________Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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11.某同学组装一个多用电表。可用的器材有:微安表头(量程100 uA,内阻900 Ω);电阻箱R1(阻值范围0~999.9 Ω);电阻箱R2(阻值范围0~99 999.9 Ω);导线若干。ncd物理好资源网(原物理ok网)
要求利用所给器材先组装一个量程为1 mA的直流电流表,在此基础上再将它改装成量程为3 V的直流电压表。组装好的多用电表有电流1 mA和电压3 V两挡。ncd物理好资源网(原物理ok网)
回答下列问题:ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)在虚线框内画出电路图并标出R1和R2,其中*为公共接线柱,a和b分别是电流挡和电压挡的接线柱。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(2)电阻箱的阻值R1=______Ω;R2=______Ω(结果保留到个位);ncd物理好资源网(原物理ok网)
12.某同学欲将电流表改装为两用电表,即中央刻度为15的“×1”挡的欧姆表及量程为0~12 V的电压表,实验室可提供的器材有ncd物理好资源网(原物理ok网)
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A.一节全新的5号干电池E(内阻不计)ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.电流表A1(量程0~100 mA,内阻为2.5 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.电流表A2(量程0~0.6 A,内阻为0.2 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.滑动变阻器 (0~30 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
E.滑动变阻器 (0~3 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
F.定值电阻 (117.5 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
G.定值电阻 (120 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
H.定值电阻 (120 Ω)ncd物理好资源网(原物理ok网)
L.单刀双掷开关S,一对表笔及若干导线ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)图中A为_______(选填“红”或“黑”)表笔,测量电压时应将开关S扳向______(选填“1”或“2”);ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)电流表应选用________(选填“B”或“C”),滑动变阻器应选用________(选填“D”或“E”),定值电阻R应选________(选填“F”、“G”或“H”)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)在正确选用器材的情况下,正确连接好实验电路若电流表满偏电流为 ,则电阻刻度盘上指针指在  处应标上_______(填写具体数值)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
13.某同学在进行扩大电流表量程的实验时,需要知道电流表的满偏电流和内阻。他设计了一个用标准电流表G1来校对待测电流表G2的满偏电流和测定G2内阻的电路,如图所示。已知G1的量程略大于G2的量程,图中R1为滑动变阻器,R2为电阻箱。该同学顺利完成了这个实验。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(1)实验过程包含以下步骤,其合理的顺序依次为________(填步骤的字母代号);ncd物理好资源网(原物理ok网)
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A.合上开关S2ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.分别将R1和R2的阻值调至最大ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.记下R2的最终示数ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.反复调节R1和R2的阻值,使G1的示数仍为I1,使G2的指针偏转到满刻度的一半,此时R2的最终示数为rncd物理好资源网(原物理ok网)
E.合上开关S1ncd物理好资源网(原物理ok网)
F.调节R1使G2的指针偏转到满刻度,此时G1的示数为I1,记下此时G1的示数ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)仅从实验设计原理上看,用上述方法得到的G2内阻的测量值与真实值相比________(选填“偏大”“偏小”或“相等”);ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)若要将G2的量程扩大为I,并结合前述实验过程中测量的结果,写出需在G2上并联的分流电阻Rs的表达式,Rs=________。ncd物理好资源网(原物理ok网)
14.(1)如图甲所示为某多用电表内部简化电路图,作电流表使用时,选择开关S应接________(选填“1”“2”“3”“4”或“5”)量程较大。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(2)某同学想通过多用表的欧姆挡测量量程为3 V的电压表内阻(如图乙),主要步骤如下:ncd物理好资源网(原物理ok网)
①把选择开关拨到“×100”的欧姆挡上;ncd物理好资源网(原物理ok网)
②把两表笔相接触,旋转欧姆调零旋钮,使指针指在电阻零刻度处;ncd物理好资源网(原物理ok网)
③把红表笔与待测电压表________(选填“正”或“负”)接线柱相接,黑表笔与另一接线柱相连,发现这时指针偏转角度很小;ncd物理好资源网(原物理ok网)
④换用________(选填“×10”或“×1 k”)欧姆挡重新调零后测量,发现这时指针偏转适中,记下电阻数值;ncd物理好资源网(原物理ok网)
⑤把选择开关调至空挡或交流电压最高挡后拔下表笔,把多用电表放回桌上原处,实验完毕。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)实验中(如图丙)某同学读出欧姆表的读数为________Ω,这时电压表读数为________V。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)请你求出欧姆表内部电源电动势为________V。(保留两位有效数字)ncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.【2019•新课标全国Ⅰ卷】某同学要将一量程为250 μA的微安表改装为量程为20 mA的电流表。该同学测得微安表内阻为1 200 Ω,经计算后将一阻值为R的电阻与该微安表连接,进行改装。然后利用一标准毫安表,根据图(a)所示电路对改装后的电表进行检测(虚线框内是改装后的电表)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)根据图(a)和题给条件,将(b)中的实物连接。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)当标准毫安表的示数为16.0 mA时,微安表的指针位置如图(c)所示,由此可以推测出改装的电表量程不是预期值,而是       。(填正确答案标号)ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.18 Ma       B.21 mA       C.25mA       D.28 mAncd物理好资源网(原物理ok网)
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(3)产生上述问题的原因可能是        。(填正确答案标号)ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.微安表内阻测量错误,实际内阻大于1 200 Ωncd物理好资源网(原物理ok网)
B.微安表内阻测量错误,实际内阻小于1 200 Ωncd物理好资源网(原物理ok网)
C.R值计算错误,接入的电阻偏小ncd物理好资源网(原物理ok网)
D.R值计算错误,接入的电阻偏大ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)要达到预期目的,无论测得的内阻值是否正确,都不必重新测量,只需要将阻值为R的电阻换为一个阻值为kR的电阻即可,其中k=       。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.【2019•新课标全国Ⅲ卷】某同学欲将内阻为98.5 Ω、量程为100 μA的电流表改装成欧姆表并进行刻度和校准,要求改装后欧姆表的15 kΩ刻度正好对应电流表表盘的50 μA刻度。可选用的器材还有:定值电阻R0(阻值14 kΩ),滑动变阻器R1(最大阻值1 500 Ω),滑动变阻器R2(最大阻值500 Ω),电阻箱(0~99 999.9 Ω),干电池(E=1.5 V,r=1.5 Ω),红、黑表笔和导线若干。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)欧姆表设计ncd物理好资源网(原物理ok网)
将图(a)中的实物连线组成欧姆表。欧姆表改装好后,滑动变阻器R接入电路的电阻应为__________Ω:滑动变阻器选__________(填“R1”或“R2”)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)刻度欧姆表表盘ncd物理好资源网(原物理ok网)
通过计算,对整个表盘进行电阻刻度,如图(b)所示。表盘上a、b处的电流刻度分别为25和75,则a、b处的电阻刻度分别为__________、__________。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(3)校准ncd物理好资源网(原物理ok网)
红、黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指向__________kΩ处;将红、黑表笔与电阻箱连接,记录多组电阻箱接入电路的电阻值及欧姆表上对应的测量值,完成校准数据测量。若校准某刻度时,电阻箱旋钮位置如图(c)所示,则电阻箱接入的阻值为__________Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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3.【2017•新课标全国Ⅲ卷】图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图。图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头 的满偏电流为250 μA,内阻为480 Ω。虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别与两表笔相连。该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1 V挡和5 V挡,直流电流1 mA挡和2.5 mA挡,欧姆×100 Ω挡。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(1)图(a)中的A端与______(填“红”或“黑”)色表笔相连接。    ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)关于R6的使用,下列说法正确的是_______(填正确答案标号)。ncd物理好资源网(原物理ok网)
A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置ncd物理好资源网(原物理ok网)
B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置ncd物理好资源网(原物理ok网)
C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)根据题给条件可得R1+R2=______Ω,R4=_______Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示。若此时B端是与“1”相连的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________。(结果均保留3位有效数字)ncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.C   【解析】把电流表改装成电压表需要串联分压电阻,根据串联电路的特点,则有: ,解得: ,C正确,故选C。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.C   【解析】多用电表的内阻满足 ,电流表表盘刻度均匀,图示指针指示位置约为直流电流挡的 处,即粗测电阻Rx时电流I约为满偏电流Ig的 , ,解得 ,故选C.ncd物理好资源网(原物理ok网)
3.D   【解析】并联一个小阻值的电阻可以改装成一个大量程电流表,串联一个大阻值的电阻可以改装成一个大量程的电压表,如串联一个阻值为nRg的定值电阻,会改装成一个电压表其量程为 (n+1)IgRg,如并联一个阻值为Rg/(n–1)的定值电阻,会改装成一个电流表,其量程为 nIg,②③正确,所以正确选项为D。ncd物理好资源网(原物理ok网)
4.D   【解析】A1,A2两个安培表并联,所以加在两表头的电压相同,所以流过两表头电流相同,指针偏转角相同,量程大的读数大,①对②错。V1V2两个伏特表串联,电流相同,指针偏转角相同,量程大的读数大,③错④对。ncd物理好资源网(原物理ok网)
5.D   【解析】电流表示数示数比标准电流表示数稍大一点,说明所并联电阻的分流太小,则分流电阻阻值偏大,让分流电阻变的稍小些即可;在电阻R的支路上串联一个比R小得多的电阻,分流电阻变大,故A错误;在电阻R的支路上串联一个比R大得多的电阻,分流电阻变大,故B错误;再并联一个比R小得多的电阻,分流电阻将变得太小,故C错误;再并联一个比R大得多的电阻,分流电阻稍变小,故D正确;故选D。ncd物理好资源网(原物理ok网)
6.C   【解析】改装成电压表要串联电阻分压,串联电阻阻值:ncd物理好资源网(原物理ok网)
 ,故选项C正确,选项ABD错误。ncd物理好资源网(原物理ok网)
7.B   【解析】电压表的示数偏小,说明通过改装表的电流过小,所串联的电阻阻值R= –Rg太大,应减小串联电阻的阻值,故B正确。故选B。ncd物理好资源网(原物理ok网)
8.【答案】并联  10.1ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】把电流表改装成5 mA的电流表需要并联分流电阻,并联电阻阻值:ncd物理好资源网(原物理ok网)
 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
9.【答案】(1)电流  (2)789  1.00ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)开关S闭合时,并联分流电阻电流量程扩大,是电流表;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)开关S断开时,电压量程为1 V,故:ncd物理好资源网(原物理ok网)
 ;ncd物理好资源网(原物理ok网)
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10.【答案】(1)D  C  F  (2)5.0 V  (3)电路连接见解析  (4)15ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)为了保证电路电流基本不变,R阻值越大越好,所以R选D; 必须是电阻箱,电阻比电流表稍大较好,故选C;由于R很大,电源只有选F才能满足要求。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)电流表满偏电压 ,由 得U=5.0 V。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)实物图连接时由电源正极到负极,先干路再支路,先串联再并联,连接如图:ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(4)改装后的电压表量程为5.0 V,即最小刻度为0.5 V,由 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【名师点睛】中等难度。电表改装之后,表头的三个参量 、 和 是不变的,量程发生了变化是因为有电阻分了电压或电流.电表的改装本质上是电阻的串、并联问题,进行计算时只要把表头G看成一个电阻 即可,切记通过表头的满偏电流 是不变的。ncd物理好资源网(原物理ok网)
11.【答案】(1)如图所示  (2)100ncd物理好资源网(原物理ok网)
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【解析】(1)微安表并联一个小电阻改装成大量程得电流表,串联一个大电阻改装成大量程的电压表。改装图如图所示:ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(2)当接*、a接线柱时当电流表用,根据并联电路特点得:IgRg=(I–Ig)R1ncd物理好资源网(原物理ok网)
代入数据解得: ncd物理好资源网(原物理ok网)
当接*、b接线柱时当电压表用,根据串联电路得特点得:IgRg+IR2=Uncd物理好资源网(原物理ok网)
解得: ncd物理好资源网(原物理ok网)
12.【答案】(1)黑  2  (2)B  D  F  (3)45ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)图中A内部与电源的正极相连,则为黑表笔;电流计与定值电阻串联为改装后的电压表,则测量电压时应将开关S扳向2;(2)电流表应选用量程较小的B;电路中的最小电阻为 ,则滑动变阻器应选用D;定值电阻 ,则R应选F。(3)当电流计满偏时: ;当指针指到 时: ,解得Rx=3R=45 Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
13.【答案】(1)BEFADC  (2)相等  (3)  ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)先把各电阻调到最大值,再把标准电流表单独较准与电表串联得到最大电流值,再用半偏法测其内阻,由此得顺序为BEFADC。(2)调节R1R2,电流达到半偏时,两并联支路电阻相等。(3)扩大量程要并联电阻分流,并联的电阻为: ncd物理好资源网(原物理ok网)
14.【答案】(1)1  (2)③负  ④×1 k  (3)4.0×104  2.20  (4)3.0ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)当做电流表使用时,电阻应和表头并联分流,故连接1和2时为电流表,根据欧姆定律可知并联支路的电压相等,并联支路的电阻越大,分流越小,故当接1时量程最大;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)③根据“红进黑出”原理,即电流从红表笔流进可知红表笔接电压表的负极;④欧姆表在测量电阻时指针从无穷大处开始偏转,故欧姆表指针偏转很小,说明被测电阻大,档位应提升一级,即换×1 k的测量;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)欧姆表的读数为 ;电压表分度值为0.1 V,故读数为2.20 V;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)根据(3)采用的档位可知中值电阻即欧姆表内阻为 ,根据闭合回路欧姆定律可得 ,解得 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
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1.【答案】(1)   (2)C  (3)AC  (4) ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)电表改装时,微安表应与定值电阻R并联接入虚线框内,则实物电路连接如下图所示:ncd物理好资源网(原物理ok网)
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(2)由标准毫安表与该装表的读数可知,改装后的电流表,实际量程被扩大的倍数为: 倍。故当原微安表表盘达到满偏时,实际量程为: ,故本小题选C;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)根据 ,得: ,改装后的量程偏大的原因可能是,原微安表内阻测量值偏小,即电表实际内阻 真实值,大于1200Ω;或者因为定值电阻R的计算有误,计算值偏大,实际接入定值电阻R阻值偏小。故本小题选AC;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)由于接入电阻R时,改装后的表实际量程为25 mA,故满足 ;要想达到预期目的,即将微安表改装为量程为20 mA电流表,应满足 ,其中 ,联立解得: 或 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
2.【答案】(1)   900  R1  (2)45  5  (3)0  35 000.0ncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)连线如答案图。根据欧姆表的改装原理,当电流计满偏时,则 ,解得R=900Ω;为了滑动变阻器的安全,则滑动变阻器选择R1;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)在a处, ,解得Rxa=45kΩ;ncd物理好资源网(原物理ok网)
在b处,则 ,解得Rxb=5kΩ;ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)校准:红黑表笔短接,调节滑动变阻器,使欧姆表指针指到0 kΩ处;由图可知,电阻箱接入的电阻为:R=35 000.0 Ω。ncd物理好资源网(原物理ok网)
3.【答案】(1)黑  (2)B  (3)160  880  (4)1.47 mA(或1.48 mA)  1 100 Ω  2.95Vncd物理好资源网(原物理ok网)
【解析】(1)与多用电表内电源正极相连的是黑表笔。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(2)R6是可变电阻,它的作用是欧姆表调零,使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(3)B端与“2”相连时,是量程较小的电流表,所以 ;B端与“4”相连时,是量程较小的电压表,所以 。ncd物理好资源网(原物理ok网)
(4)若此时B端与“1”相连,多用电表是量程为2.5 mA的电流表,则读数为1.47 mA;若此时B端与“3”相连,多用电表是欧姆×100 Ω挡,则读数为1 100 Ω;若此时B端与“5”相连,多用电表是量程为5 V的电压表,则读数为2.95 V。ncd物理好资源网(原物理ok网)
【名师点睛】会规范使用多用电表,能正确读出多用电表的示数,是解决本题的关键。在平时实验训练过程中要多加注意规范操作和器材的正确使用方法,多用电表的读数,重点是分清测量的物理量不同,读数方法不同。ncd物理好资源网(原物理ok网)
 

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