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三相交变电流

三相交变电流
三相交变电流

三相交变电流

教学目标一、知识目标

1、知道三相交变电流是如何产生的.了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的.

2、了解三相交变电流的图象,知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期.

3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同,但它们不是同时达到最大值或为零.

4、了解三相四线制中相线火线、中性线、零线、相电压、线电压等概念.

5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压.二、能力目标

1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力.

2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型

3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力.

4、努力培养学生的实际动手操作能力.三、情感目标

1、通过了解我国的电力事业的发展培养学生的爱国热情

2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美教学建议教材分析

三相电流在生产和生活中有广泛的应用,学生应对它有一定的了解.但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍,而不涉及太多实际应用中的具体问题.三相交变电流在生产生活实际中应用广泛,所以其基本常识应让每个学生了解.教法建议

1、在介绍三相交变电流的产生时,除课本中提供的插图外,教师可以再找一些图片或模型,使学生明白,三个相同的线圈同时在同一磁场中

转动,产生三相交变电流,它们依次落后1/3 周期.三相交变电流就是三个相同的交变电流,它们具有相同的最大值、周期、频率.每一个交变电流是一个单相电.

2、要让学生知道,三个线圈相互独立,每一个都可以相当于一个独立的电源单独供电.由于三个线圈平面依次相差120 角.它们达到最大值或零的时间就依次相差1/3 周期.用挂图配合三相电机的模型演示,效果很好.

让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电,一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料,另一方面,可同时提供两种不同电压值的交变电流.教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式,理解课本中所介绍的三相电的连接.教学设计方案三相交变电流教学目的

1、知道三相交变电流的产生及特点.

2、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识.教具演示用

交流发电机教学过程一、引入新课

本章前面学习了一个线圈在磁场中转动,电路中产生交变电流的变化

规律.如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动,三组线圈产生三个交变电流.这就是我们今天要学习的三相交变电流.板书第六节三相交变电流

、进行新课

演示单相交流发电机模型只有一个线圈在磁场中转动,电路中只产生一个交变电动势,这样的发电机叫单相交流发电机.它发出的电流叫单相交变电流.演示三相交流发电机模型,提出研究三相交变电流的产生.板书一、三相交变电流的产生

、三相交变电流的产生互成120°角的线圈在磁场中转动,三组线圈

各自产生交变电流

2、三相交变电流的特点最大值和周期是相同的.板书三组线圈到达

最大值或零值的时间依次落后13 周期

我们还可以用图像描述三相交变电流板书三相交变电流的图像

三组线圈产生三相交变电流可对三组负载供电,那么三组线圈和三个负载是怎样连接的呢?板书二、星形连接和三角形连接

1、星形连接说明在实际应用中,三相发电机和负载并不用6条导线连接,而是把线圈末端和负载之间用一条导线连接,这就是我们要学习的星形连接

①把线圈末端和负载之间用一条导线连接的方法叫星形连接符号Y

②端线、火线和中性线、零线

从每个线圈始端引出的导线叫端线,也叫相线,在照明电路里俗称火线.从公共点引出的导线叫中性线,照明电路中,中性线是接地的叫做零线.

③相电压和线电压

端线和中性线之间的电压叫做相电压

两条端线之间的电压叫做线电压.

我国日常电路中,相电压是220V、线电压是380V

2、三角形连接

① 把发电机的三个线圈始端和末端依次相连的方式叫三角板连接符

②相电压和线电压

两条端线之间的电压就是其中一个线圈的相电压,所以三角形连接中相电压等于线电压.

高中物理交变电流知识点总结

交变电流知识点总结 一、交变电流 1定义:大小和方向都随时间做周期性变化的电流,称为交变电流,简称交流,用符号“~”表示。 2特点:电流方向随时间做周期性变化,是交流电最主要的特征,也是交流电与直流电最主要的区别。 3、正弦式交变电流 交流电产生过程中的两个特殊位置 图像

4、描述交变电流的物理量 4.1周期和频率 (1)周期:交变电流完成一次周期性变化所需要的时间叫做交变电流的周期,用符号T表示,其单位是秒(s)。 (2)频率:交变电流在1s内完成周期性变化的次数叫做交变电流的频率,用符号f表示,其单位是赫兹(Hz)。 5、解题方法及技巧 5.1正弦交变电流图像的信息获取 ? ? → ? ? ?? → ? ? ? ?→ ? ? 直接读取:最大值、周期 最大值有效值 图像信息 间接获取周期频率、角速度、转速 瞬时值线圈的位置 5.2交变电流有效值的求解方法 (1)对于按正(余)弦规律变化的电流,可利用交变电流的有效值与峰值的关系求解,即E=、U、I= (2)对于非正(余)弦规律变化的电流,可从有效值的定义出发,由热效应的“三同原则”(同电阻、同时间、同热量)求解,一般选一个周期的时间计算。 5.3交变电流平均值和有效值的区別 求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值,q It =。平均值的计算需用E t Φ ? = ? 和

E I R = 。切记122E E E +≠,平均值不等于有效值。 三、变压器和远距离输电 1、变压器的构造 如图甲所示为变压器的结构图,它是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。跟电源相连的叫原线圈;另一^线圈跟负载连接,叫副线圈。铁芯由涂有绝缘漆的硅钢片叠合而成。图乙是电路符号。 2、工作原理 变压器的工作原理是电磁感应的互感现象。当在原线圈上加交变电流时,电流的大小和方向不断改变,它在铁芯中产生交变的磁场,穿过副线圈,变化的磁场在副线圈上产生感应电动势。这样原、副线圈在铁芯中的磁通量发生了变化,从而发生互感现象,产生了感应电动势。 3、能量转化过程 →→原线圈的电能 磁场能副线圈的电能 续表

交变电流的产生和描述(含答案)

第1课时交变电流的产生和描述 导学目标 1.能掌握交变电流的产生和描述,会写出交变电流的瞬时值表达式.2.能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算. 一、交变电流的产生和变化规律 [基础导引] 关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电,以下说法中正确的是() A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流方向就改变一次,感应电动势方向不变B.线圈每转动一周,感应电流方向就改变一次 C.线圈在中性面位置时,磁通量最大,磁通量的变化率为零 D.线圈在与中性面垂直的位置时,磁通量为零,感应电动势最大 [知识梳理] 1.交变电流 大小和方向都随时间做__________变化的电流.如图1(a)、(b)、(c)、(d)所示都属于交变电流.其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流,简称正弦式电流,如图(a)所示. 图1

2.正弦交流电的产生和变化规律 (1)产生:在匀强磁场里,线圈绕________________方向的轴匀速转动. (2)中性面:①定义:与磁场方向________的平面. ②特点:a.线圈位于中性面时,穿过线圈的磁通量________,磁通量的变化率为______,感应电动势为______.b.线圈转动一周,________经过中性面.线圈每经过____________一次,电流的方向就改变一次. (3)图象:用以描述交流电随时间变化的规律,如果线圈从中性面位置开始计时,其图象为__________曲线.如图1(a)所示. 思考:由正弦交流电的图象可以得出哪些物理量? 二、描述交变电流的物理量 [基础导引] 我们日常生活用电的交变电压是e =2202sin 100πt V ,它是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的,则下列说法正确的是________. ①交流电的频率是50 Hz ②交流电压的有效值是220 V ③当t =0时,线圈平面恰好与中性面平行 ④当t =1 50 s 时,e 有最大值220 2 V ⑤电流每秒方向改变50次 [知识梳理] 1.周期和频率 (1)周期T :交变电流完成________________变化(线圈转一周)所需的时间,单位是秒 (s).公式:T =2π ω. (2)频率f :交变电流在1 s 内完成周期性变化的________,单位是赫兹(Hz). (3)周期和频率的关系:T =________或f =________. 2.交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值 (1)瞬时值:交变电流某一________的值,是时间的函数. (2)峰值:交变电流的电流或电压所能达到的________. (3)有效值:让交流与恒定电流分别通过________的电阻,如果它们在交流的一个周期内产生的________相等,则这个恒定电流I 、恒定电压U 就是这个交流的__________. (4)正弦式交变电流的有效值与峰值之间的关系 I =____________,U =____________,E =____________. (5)平均值:是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值. 考点一 正弦交流电的变化规律 考点解读

描述交变电流的物理量典型例题习题精选

习题精选 一、选择题 1.下列各个量,其中所指有效值的是() A.交流电压表的示数. B.保险丝的熔断电流. C.电容器的击穿电压. D.家庭用的交变电压. 2.由交变电动势的瞬时表达式V可知() A.此交流的频率是. B.此交流的周期是s. C.此交流电动势的有效值V. D.s时,该交流电动势达最大值. 3.下列关于交变电流的说法中,其正确的是() A.若交变电流的最大值是10A,则有效值一定是A. B.用交流电流表测量交流电流时,指针来回摆动. C.演示交变电流随时间的变化规律时,应采用直流电流表. D.我国照明用电的交变电压V. 4.一电热器接在V直流电压上,消耗的电功率为,当把它接在一正 弦交变电压上时,消耗的电功率为,则该交变电压的最大值是() A.5V B.V C.10V D.V 5.一电阻接在10V的直流电源上时的热功率跟接在交变电源上时的热功率相等,则() A.交变电源电压的有效值是10V.

B.交变电源电压的最大值一定是V. C.交变电源在一个周期内电压的平均值是10V. D.以上结论均不正确. 6.如图所示,交变电压为V,电阻 V的阻值为,则() A.电压表读数为3llV. B.电流表读数为A. C.电阻产的热功率为220W. D.在内电阻R上产生的焦耳热是88J. 7.四个接220V交流电的用电器,通电时间相同,其中消耗电能最多的是()A.正常发光的额定功率为100W的灯泡. B.电流最大值为0.6A的电熨斗. C.每秒发热168J的电热器. D.额定电流为0.5A的电烙铁. 8.如图是某交变电流的图像,该交变电流的有效值为()

A. A B.4A C. A D.6A 9.某线圈在匀强磁场中转动所产生的电动势变化规律为,保持其它条件不变,使该线圈的转速和匝数同时增加一倍,则此时所产生的电动势的瞬时表达式将变为下述的:() A. B. C. D. 10.一长直导线通以正弦交流,在导线下有一断开的线圈,如图所示,那么,相对于b来说,a的电势最高时是在:() A.交流电流方向向右,电流强度最大时; B.交流电流方向向左,电流强度最大时; C.交流电流方向向左,电流减少到零时; D.交流电流方向向右,电流减少到零时; 11.如图一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动,线 圈中的感应电动势随时间的变化如图所示,下面说法中正确的是( )

(完整word版)交变电流知识点总结

第17章:交变电流 一、知识网络 二、重、难点知识归纳 1.交变电流产生 ( 交变电流 产生: 线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动而产生的 描 述 瞬时值: I=I m sin ωt 峰值:I m = nsB ω/R 有效值:2/m I I = 周期和频率的关系:T=1/f 图像:正弦曲线 电感对交变电流的作用:通直流、阻交流,通低频、阻高频 应用 电容对交变电流的作用:通交流、阻直流,通高频、阻低频 变压器 变流比: 电能的输送 原理:电磁感应 变压比:U 1/U 2=n 1/n 2 只有一个副线圈:I 1/I 2=n 2/n 1 有多个副线圈:I 1n 1= I 2n 2= I 3n 3=…… 功率损失:线损R )U P (P 2= 电压损失:线损R U P U =

(二)、正弦交流的产生及变化规律。 (1)、产生:当线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时,线圈中产生的交流是随时间按正弦规律变化的。即正弦交流。 (2)、中性面:匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大,但切割边都未切割磁感线,或者说这时线圈的磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势。 (3)、规律:从中性面开始计时,则e=NBS ωsin ωt 。用εm 表示峰值NBS ω则e=εm sin ωt 在纯电阻电路中,电流I=R R e m ε=sin ωt=I m sin ωt ,电压u=U m sin ωt 。 2、表征交变电流大小物理量 (1)瞬时值:对应某一时刻的交流的值 用小写字母x 表示,e i u (2)峰值:即最大的瞬时值。大写字母表示,U m Im εm εm = nsB ω Im =εm / R 注意:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时,所产生感应电动势的峰值为εm =NBS ω,即仅由匝数N ,线圈面积S ,磁感强度B 和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 (3)有效值: a 、意义:描述交流电做功或热效应的物理量 b 、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 c 、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2m ε I=2m I U=2m U 。 注意:正弦交流的有效值和峰值之间具有ε= 2m ε,U=2 2m m I I U =的关系,非正弦(或余弦)交流无此关系,但可按有效值的定义进行推导,如对于正负半周最大值相等的方波电流,其热效应和与其最大值相等的恒定电流是相同的,因而其有效值即等于其最大值。即I=I m 。

2019-3-15 高中 物理 交变电流 计算题

2019-3-15 高中物理交变电流计算题 (考试总分:100 分考试时间: 120 分钟) 一、计算题(本题共计 10 小题,每题 10 分,共计100分) 1、直流电动机是一种使用直流电流的动力装置,是根据通电线圈在磁场中受到安培力的原理制成的如图1所所所示是一台最简单的直流电动机模型示意图,固定部分定子装了一对磁极,旋转部分转子装设圆柱形铁芯,将abcd 矩形导线框固定在转子铁芯上,能与转子一起绕轴转动线框与铁芯是绝缘的,线框通过换向器与直流电源连接定子与转子之间的空隙很小,可认为磁场沿径向分布,线框无论转到什么位置,它的平面都跟磁感线平行,如图2所示侧面图已知ab、cd杆的质量均为M、长度均为L,其它部分质量不计,线框总电阻为电源电动势为E,内阻不计当闭合开关S,线框由静止开始在磁场中转动,线框所处位置的磁感应强度大小均为忽略一切阻力与摩擦 (1)求:闭合开关后,线框由静止开始到转动速度达到稳定的过程中,电动机产生的内能; (2)当电动机接上负载后,相当于线框受到恒定的阻力,阻力不同电动机的转动速度也不相同求:ab、cd两根杆的转动速度v多大时,电动机的输出功率P 最大,并求出最大功率. 2、如图所示,线圈abcd的面积是0.05m2,共200匝;线圈总电阻r=1Ω,外接电阻R=9Ω,匀强磁场的磁感应强度B=T,线圈以角速度ω=100π rad/s匀速转动. (1)若线圈经图示位置时开始计时,写出线圈中感应电动势瞬时值的表达式; (2)求通过电阻R的电流有效值. 3、如图所示,一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n=100,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图所示。发电机线圈电阻r=4Ω,外电路中的电阻R=6Ω,灯泡L电阻R L=12Ω,不计其他电阻,交流电流表为理想电流表。(π=3.14)求: (1)线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式; (2)从图示位置转过90°的过程中电阻R产生的热量。 4、如图所示,N=50匝的矩形线圈,边长,边长,放在磁感应强度的匀强磁场中,外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 轴以的转速匀速转动,线圈电阻,外电路电阻,时线圈平面与磁感线平行,边正转处纸外、边转入纸里,求: (1)时感应电流的方向; (2)感应电动势的瞬时值表达式; (3)线圈转一圈外力做的功; (4)从图示位置转过的过程中流过电阻R的电荷量。 5、如图所示,匝数n=100的正方形线圈abcd固定在竖直平面内,与电阻R1、理想变压器连成电路.在线圈的中心水平放置一个条形磁铁,使磁铁绕竖直方向的轴OO′ 匀速转动,使线圈内的磁通量 .已知线圈的电阻r=4 Ω,R1=46 Ω,R2=10 Ω,其余导线的电阻不计.变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1.求: (1)线圈产生电动势的最大值E m; (2)若断开S2,闭合S1,求磁铁从图示位置转过90°的过程中,通过R1的电荷量q;

交变电流的产生和变化规律

教学内容:交变电流的产生和变化规律 【课前复习】 会做了,学习新课才能有保障 1.方向不随时间而改变的电流叫做________,方向和强弱都不随时间而改变的电流叫做________,方向随时间而改变的电流叫做________. 2.闭合电路的一部分导体切割磁感线时,电路中会产生________. 3.示波器是一种常用的电子仪器,是用来直接观察__________________情况的. 4.数学上正弦函数的表达式为________. 5.部分电路的欧姆定律的表达式为________. 答案:1.直流,恒定电流,交变电流 2.感应电流 3.电信号随时间变化 4.x=A sinθ U 5.I= R 先看书,再来做一做 1.________和________都随时间做________变化的电流叫交变电流,其中按________变化的交流电叫正弦交变电流. 2.矩形线圈在匀强磁场中,绕_____________的轴匀速转动时,线圈中就产生了交变电流. 3.正弦式电流瞬时值的表达式,电流:________;电压:________;电动势:________.4.交流发电机的基本组成部分是________和________.交流发电机分为________和________. 【学习目标】 1.理解交变电流的产生原理,掌握交变电流的变化规律. 2.知道正弦式电流的图象. 3.知道交流发电机的构造和分类. 【基础知识精讲】 课文全解 一、交变电流 1.定义:大小和方向随时间作周期性变化的电流,叫做交变电流,简称交流. 说明:方向随时间周期性变化是交变电流的最重要的特征.如图17-1-1中A、B、C 均为交变电流,而D就不是交变电流,因为D中电流方向不随时间改变. 图17-1-1

(完整版)描述交变电流的物理量习题课及答案

描述交变电流的物理量习题课 班级姓名 【学习要点】 表征交变电流的物理量 (1)瞬时值:交流电的瞬时值反映的是不同时刻交流电的大小和方向,瞬时值 是时间的函数,不同时刻瞬时值不同。正弦交流电瞬时值的表达式为 e=E m sinωt=NBSωsinωt (2)最大值:交流电的最大值反映的是交流电大小的变化范围,当线圈平面与 磁力线平行时,交流电动势最大,E m=NBSω,瞬时值与最大值的关系是:- E m≤e≤Em。 (3)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的。即在同一时间内,跟某一交流电能使同一电阻产生相等热量的直流电的数值,叫做该交流电的有 效值,正弦交流电的有效值与最大值之间的关系是: E=E m/U=U m/I=I m/ 各种交流电电气设备上所标的、交流电表上所测得的以及在叙述中没有特别 加以说明的交流电的最大值,都是指有效值。 (4)平均值:交流电的平均值是交流电图像中波形与横轴所 围的面积跟时间的比值,用e=nΔΦ/Δt计算 (5)区分 ①各种使用交变电流的电器设备上所示值 为. ②交流电表(电压表或电流表)所测值为. ③计算交变电流的功、功率、热量等用. ④对于含电容器电路,判断电容器是否会被击穿时则需要 考虑交流的值是否超过电容器的耐压值。 ⑤在计算通过导体横截面的电荷量时应考虑值 【范例精析】 例1、图5-2-1表示一交变电流随时间变化的图象。此交变电流的有效值是:() A.5安 B.5安 C.3.5安 D. 3.5

例2、如图5-2-2所示,在匀强磁场中有一个“冂”形导线框可绕AB轴转动,已知匀强磁场的磁感强度B=5/πT,线框的CD边长为20cm.CE、DF长均为 10cm,转速为50r/s,若从图示位置开始计时, (1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式; (2)若线框电阻r=3,再将AB两端接“6V,12W”灯泡,小灯泡能否正常发光? 若不能,小灯泡实际功率多大? 例3、将电阻为r的直导线abcd沿矩形框架边缘加以弯曲,折成“п”形,其 中ab=cd=L1,bc=L2。在线端a、d间接电阻R和电流表A,且以a、d端连线为轴,以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中匀速转动,如图5-2-3所示,求:(1)交流电流表A的示数; (2)从图示位置转过90°角的过程中,电阻R上产生的热量; (3)写出弯曲导线转动过程中,从图示位置开始计时的电动势的表达式。 【能力训练】 1、一个矩形线圈在匀强磁场中转动,产生的感应电动势按正弦规律变化,其瞬 时值的表达式为e=220sin100πtV,下列说法中正确的是:( ) A.频率是50Hz B..当t=0时,线圈平面与中性面重合 C.当t=1/100 s时,e的值最大,为220V D.线圈转动的角速度为314rad/s 2、下列数据中不属于交变电流有效值的是() A.交流电表的示数 B.灯泡的额定电压 C.电容器的耐压值 D.保险丝的额定电流

高中物理交变电流知识点的总结

高中物理交变电流知识点的总结 高中物理交变电流知识点的总结 物理学史集中地体现了人类探索和逐步认识世界的现象,结构,特性,规律和本质的历程.随着科学的发展,我们更要重视物理学。下面准备这篇2013高中物理交变电流知识点总结,欢迎阅读。 (1)中性面线圈平面与磁感线垂直的位置,或瞬时感应电动势为零的位置。 中性面的特点:a.线圈处于中性面位置时,穿过线圈的磁通量Φ最大,但 =0; 产生:矩形线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。 变化规律e=NBSωsinωt=Emsinωt;i=Imsinωt;(中性面位置开始计时),最大值Em=NBSω 四值:①瞬时值②最大值③有效值电流的热效应规定的;对于正弦式交流U= =0.707Um④平均值 不对称方波: 不对称的正弦波 求某段时间内通过导线横截面的电荷量Q=IΔt=εΔt/R=ΔΦ/R 我国用的交变电流,周期是0.02s,频率是50Hz,电流方向每秒改变100次。 表达式:e=e=220

sin100πt=311sin100πt=311sin314t 线圈作用是“通直流,阻交流;通低频,阻高频”. 电容的作用是“通交流、隔直流;通高频、阻低频”. 变压器两个基本公式:① ②P入=P出,输入功率由输出功率决定, 远距离输电:一定要画出远距离输电的示意图来, 包括发电机、两台变压器、输电线等效电阻和负载电阻。并按照规范在图中标出相应的物理量符号。一般设两个变压器的初、次级线圈的匝数分别为、n1、n1/n2、n2/,相应的电压、电流、功率也应该采用相应的符号来表示。 功率之间的关系是:P1=P1/,P2=P2/,P1/=Pr=P2。 电压之间的关系是: 电流之间的关系是: .求输电线上的电流往往是这类问题的突破口。 输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。 分析和计算时都必须用 ,而不能用 特别重要的是要会分析输电线上的功率损失 以上就是2013高中物理交变电流知识点总结的全部内容,希望能够对大家有所帮助! 延伸阅读: 恒定电流公式:2016年高考物理知识点 1.电流强度:I=q/t{I:电流强度(A),q:在时间t内通过导体横载面的电量(C),t:时间(s)}

重庆市人教版物理高二选修2-1 4.3三相交变电流同步练习

重庆市人教版物理高二选修2-1 4.3三相交变电流同步练习 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共10题;共20分) 1. (2分)线圈在匀强磁场中转动时产生交流电,则下列说法中正确的是() A . 当线圈位于中性面时,线圈中感应电动势最大 B . 当穿过线圈的磁通量为零时,线圈中感应电动势也是零 C . 线圈在磁场中每转一周,产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次 D . 每当线圈越过中性面时,感应电动势和感应电流的方向就改变一次 2. (2分) (2017高二下·兰州期中) 有一个交流电源,电源电动势随时间变化的规律如图所示,把一个阻值为10Ω的电阻接到该电源上,电源内阻不计,构成闭合回路.以下说法中正确的是() A . 电压的有效值为10V B . 通过电阻的电流有效值为1A C . 电阻每秒种产生的热量为10J D . 电阻消耗电功率为5W 3. (2分) (2018高二下·枣庄期末) 如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正玄式交变电流的图象,当调整线圈转速后,所产生的正玄式交变变电流的图象如图线b所示,以下关于这两个正玄式交变电流的说法中正确的是()

A . 线圈先后两次转速之比为1:2 B . 交变电流a的电压瞬时值u=l0sin0.4π(V) C . 交变电流b的电压最大值为20/3V D . 在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 4. (2分)交流发电机正常工作时,电动势的变化规律为.如果把发电机转子的转速减小一半,并且把电枢线圈的匝数增加一倍,其他条件不变,则() A . 只是电动势的最大值增加一倍 B . 电动势的最大值和周期都增加一倍 C . 电动势的最大值和周期都减小一半 D . 只是频率减小一半,周期增加一倍 5. (2分)一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴oo`匀速转动,线圈平面位于如图(甲)所示的匀强磁场中。通过线圈内的磁通量Φ随时间的变化规律如图(乙)所示。下列说法正确的是() A . t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大 B . t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变 C . t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变

高二物理交变电流知识点及习题

第一节交流电的产生和变化规律 一、交变电流: c)、(e)所示电流都属 2、中性面:匀速旋转的线圈,位于跟磁感线垂直的平面叫做中性面。这一位置穿过线圈的磁通量最大,但切割边都未切割磁感线,或者说这时线圈的磁通量变化率为零,线圈中无感应电动势。 3、规律: (1)、函数表达式:从中性面开始计时,则e=NBSωsinωt 。用εM表示峰值εM=NBSω 则e=εM sinωt在纯电阻电路中,电流I= R R e m ε =sinωt=I m sinωt,电压u=U m sinωt 。 4、交流发电机 (1)发电机的基本组成:①用来产生感应电动势的线圈(叫电枢)②用来产生磁场的磁极 (2)发电机的基本种类①旋转电枢式发电机(电枢动磁极不动)②旋转磁极式发电机(磁极动电枢不动)无论哪种发电机,转动的部分叫转子,不动的部分叫定子 第二节表征交变电流的物理量 1、表征交变电流大小物理量 ①瞬时值:对应某一时刻的交流的值用小写字母x 表示,e i u ②峰值:即最大的瞬时值用大写字母表示,U mImεm εm= nsBωIm=εm/ R 注意:线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线方向的轴匀速转动时,所产生感应电动势的峰值为 ε m =NBSω,即仅由匝数N,线圈面积S,磁感强度B和角速度ω四个量决定。与轴的具体位置,线圈的形状及线圈是否闭合都是无关的。 ③有效值: ⅰ、意义:描述交流电做功或热效应的物理量 ⅱ、定义:跟交流热效应相等的恒定电流的值叫做交流的有效值。 ⅲ、正弦交流的有效值与峰值之间的关系是ε= 2 m ε I= 2 m I U= 2 m U 。 i o t i o t i o t i o t i o t 图151 (a d )) (b () c() d () e

三相交变电流

三相交变电流 教学目标 一、知识目标 1、知道三相交变电流是如何产生的.了解三相交变电流是三个相同的交流电组成的. 2、了解三相交变电流的图象,知道在图象中三个交变电流在时间上依次落后1/3周期. 3、知道产生三相交变电流的三个线圈中的电动势的最大值和周期都相同,但它们不是同时达到最大值(或为零). 4、了解三相四线制中相线(火线)、中性线、零线、相电压、线电压等概念. 5、知道什么是星形连接、三角形连接、零线、火线、线电压及相电压. 二、能力目标 1、培养学生将知识进行类比、迁移的能力. 2、使学生理解如何用数学工具将物理规律建立成新模型 3、训练学生的空间想象能力的演绎思维能力. 4、努力培养学生的实际动手操作能力. 三、情感目标 1、通过了解我国的电力事业的’发展培养学生的爱国热情 2、让学生在学习的过程中体会到三相交流电的对称美 教学建议 教材分析三相电流在生产和生活中有广泛的应用,学生应对它有一定的了解.但这里只对学生可能接触较多的知识做些介绍,而不涉及太多实际应用中的具体问题.三相交变电流在生产生活实际中应用广泛,所以其基本常识应让每个学生了解. 教法建议 1、在介绍三相交变电流的产生时,除课本中提供的插图外,教师可以再找一些图片或模型,使学生明白,三个相同的线圈同时在同一磁场中转动,产生三相交变电流,它们依次落后1/3周期.三相交变电流就是三个相同的交变电流,它们具有相同的最大值、周期、频率.每一个交变电流是一个单相电. 2、要让学生知道,三个线圈相互独立,每一个都可以相当于一个独立的电源单独供

电.由于三个线圈平面依次相差120o角.它们达到最大值(或零)的时间就依次相差1/3周期.用挂图配合三相电机的模型演示,效果很好.让三个线圈通过星形连接或三角形连接后对外供电,一方面比用三个交变电流单独供电大大节省了线路的材料,另一方面,可同时提供两种不同电压值的交变电流.教师应组织学生观察生活实际中的交变电流的连接方式,理解课本中所介绍的三相电的连接. 教学设计方案 三相交变电流 教学目的 1、知道三相交变电流的产生及特点. 2、知道星形接法、三角形接法和相电压、线电压知识. 教具:演示用交流发电机 教学过程: 一、引入新课 本章前面学习了一个线圈在磁场中转动,电路中产生交变电流的变化规律.如果三组互成120°角的线圈在磁场中转动,三组线圈产生三个交变电流.这就是我们今天要学习的三相交变电流.

交变电流的产生和描述

[高考命题解读]

第1讲 交变电流的产生和描述 一、正弦式交变电流 1.产生 线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动. 2.两个特殊位置的特点 (1)线圈平面与中性面重合时,S ⊥B ,Φ最大,ΔΦ Δt =0,e =0,i =0,电流方向将发生改变. (2)线圈平面与中性面垂直时,S ∥B ,Φ=0,ΔΦ Δt 最大,e 最大,i 最大,电流方向不改变. 3.电流方向的改变 一个周期内线圈中电流的方向改变两次. 4.交变电动势的最大值 E m =nBSω,与转轴位置无关,与线圈形状无关. 5.交变电动势随时间的变化规律 e =nBSωsin ωt .

自测 1 (多选)关于中性面,下列说法正确的是 ( ) A.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零 B.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最大 C.线圈每经过一次中性面,感应电流的方向就改变一次 D.线圈每转动一周经过中性面一次,所以线圈每转动一周,感应电流的方向就改变一次 答案 AC 二、描述交变电流的物理量 1.周期和频率 (1)周期T :交变电流完成1次周期性变化所需要的时间,单位是秒(s).表达式为T =2πω=1 n (n 为转速). (2)频率f :交变电流在1 s 内完成周期性变化的次数,单位是赫兹(Hz).

(3)周期和频率的关系:T =1f 或f =1 T . 2.交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值 (1)瞬时值:交变电流某一时刻的值,是时间的函数. (2)最大值:交变电流或电压所能达到的最大的值. (3)有效值:让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相等,就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值. (4)正弦式交变电流的有效值与最大值之间的关系 I = I m 2,U =U m 2,E =E m 2 . (5)交变电流的平均值: E =n ΔΦΔt ,I =n ΔΦ(R +r )Δt . 自测 2 (多选)图1甲为交流发电机的原理图,正

交变电流的产生及其描述

1 考点规范练32 交变电流的产生及其描述 一?单项选择题 1.矩形线圈的面积为S ,匝数为n ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω匀速转动?当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时 ( ) A.线圈中的电动势为nBS ω B.线圈中的电动势为0 C.穿过线圈的磁通量为0 D.穿过线圈的磁通量变化率最大 答案:B 解析:图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为0,故选项A 错误,选项B 正确;图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为Φ=BS ,故选项C 错误;图示位置线圈中的电动势为0,根据法拉第电磁感应定律E=n 可知穿过线圈的磁通量变化率为0,故选项D 错误? 2.(2015·江淮十校联考)如图所示,一交变电流随时间变化的图象,则此交变电流的有效值为( ) A. A B.2 A C. A D.3 A ?导学号34220361? 答案:C 解析:设此交变电流的有效值为I ,周期为T ,电阻为R ,则I 2RT= R · R · ,解得I= A,故 C 正确? 3.(2015·云南昆明三中?玉溪一中统考)将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈,让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,产生的感应电动势如图乙所示?则下列说法正确的是( ) A.t=0时刻线圈应转到图甲所示的位置 B.该线圈的转速为100π r/s C.穿过线圈的磁通量的最大值为 Wb D.线圈转一周所产生的电热为9.68 J 答案:D 解析:t=0时刻线圈中感应电动势为零,线圈应转到中性面位置,即与题图甲所示的位置垂直,选项A 错误;由题图乙可知,周期为0.02 s,该线圈的角速度为ω= =100π rad/s,转速为 n= = 50 r/s,选项B 错误;

辽宁省人教版物理高二选修2-1 4.3三相交变电流同步练习

辽宁省人教版物理高二选修2-1 4.3三相交变电流同步练习 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共10题;共20分) 1. (2分) (2017高三上·大连期末) 如图所示,闭合的矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为l1 , ad边的边长为l2 ,线圈总电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时() A . 线圈中感应电流的方向为abcda B . 线圈中的感应电动势为2nBl2ω C . 穿过线圈磁通量随时间的变化率最大 D . 线圈ad边所受安培力的大小为 2. (2分) (2017高二上·扶余期末) 一矩形线圈,绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动.线圈中的感应电动势e随于时间t的变化如图所示.下面说法中正确的是() A . t1时刻通过线圈的磁通量为零 B . t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 C . t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D . 每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大 3. (2分)如图所示,矩形线圈abcd ,已知ab为L1 , ad为L2 ,在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω(从图中位置开始)匀速转动,则线圈中感应电动势的大小为() A . BL1L2ωsin ωt B . BL1L2cos ωt C . BL1L2ωsin ωt D . BL1L2ωcos ωt 4. (2分) (2017高二上·通渭期末) 一电饭煲和一台洗衣机同时并入u=311sin 314t V的交流电源上,均正常工作,用电流表分别测得电饭煲的电流是5A,洗衣机的电流是0.5A.下列说法正确的是() A . 电饭煲的电阻是44Ω,洗衣机电动机线圈电阻是440Ω B . 电饭煲消耗的功率为1 555 W,洗衣机电动机消耗的功率为155.5 W C . 1 min内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J,洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 J D . 电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍 5. (2分)如图所示是某交流发电机产生的交变电流的图像,根据图像,可以判定() A . 此交变电流的周期为0.1s B . 此交变电流的频率为5Hz C . 将标有“12V,3W”的灯泡接在此交变电流上,灯泡可以正常发光

物理交变电流知识点

第五章交变电流 一、交变电流的产生 1、原理:电磁感应 2、中性面:线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时 (S ⊥B ),磁通量Φ最大, t ??Φ =0,e=0,i=0,感应电流的方向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时(S ∥B ),Φ=0, t ??Φ 最大,e 最大,i 最大,电流方向不变。 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的: 注:对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时,虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大,但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行,不切割 磁感线,电动势为零,故其表达式为 ;但若从线圈平面和磁场平行时开始计时, 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零,但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直,电动势最

大,故其表达式为。 二、对交变电流图像的理解 交变电流的图像包括φ-t、e-t、i-t、u-t等,具体图像见上页,现只研究e-t图像 从图像上可得到信息: 1、线圈平面与中性面平行时为计时平面 2、电流最大值 3、周期T和频率f 4、不同时刻交流电的瞬时值 5、线圈处于中性面和电流最大值对应的时 刻 6、任意时刻线圈的位置和磁场的夹角 , n E?Φ = __

确定。它表现为交流图象中波形与横轴( 周期的平均电动势大小为,而一个周期内的平均电动势却为零.而技术在正半个周期或周期内的平均值。同一交流电的平均值和有效值并不相同。 阻碍作用的大小,用容抗表示,

21 21n n U U =1 221n n I I =2211t t ??Φ=? ?Φ 三、变压器: 1、原理:原、副线圈中的互感现象,原、副线圈中的磁通量的变化率相等。 P 1=P 2 2、变压器只变换交流,不变换直流,更不变频。原、副线圈中交流电的频率一样:f 1=f 2高压线圈匝数多、电流小,导线较细;低压线圈匝数少、电流大,导线较粗。 3 、如右图:U 1:U 2:U 3=n 1:n 2:n 3 n 1 I 1=n 2 I 2+ n 3 I 3 P 1=P 2+P 3 四、电能输送的中途损失: (1)功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 损+P 3 (2)输电导线损失的电压:U 损=U 2-U 3=I 线R 线 (3)输电导线损耗的电功率:P 损=P 3-P 2=I 线U 损=I 线2R 线 =( )2R 线 由以上公式可知,当输送的电能一定时,输电电压增大到原来的n 倍, 输电导线上损 耗的功率就减少到原来的。 ΔU=Ir 线= r 线 =U 电源—U 用户 Δ U ∝ ΔP=I 2 r 线= r 线 =P 电源—P 用户 ΔP ∝ 注:理想变压器的动态分析问题,大致有两种情况: 一类是负载电阻不变,原副线圈的电压,电流,输入和输出功率随 匝数比变化而变化的情况。 另一类是匝数比不变,上述各量随负载电阻变化而变化的情况。 不论哪种情况都要注意: (1)根据题意弄清变量与不变量。 (2)要弄清“谁决定于谁”的制约关系,即理想变压器各物理量变化的决定因素。 动态分析问题的思路程序可表示为: P U 1U 2)(U P 2 1 U 2 2 U P U 1

第二章第二节交变电流的描述

第二章交变电流 第二节交变电流的描述 A级抓基础 1.下列各物理量中,对线圈上产生的交流电动势不产生影响的是() A.匀强磁场的磁感应强度B.线圈的总电阻 C.线圈的转速D.线圈的匝数 解析:E m=NBSω,e=E m sin ωt,与B、S、ω、N有关. 答案:B 2.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则以下说法正确的是() 图甲图乙 A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直 B.t=0.01 s时刻,Φ的变化率最大 C.t=0.02 s时刻,感应电动势达到最大值 D.该线圈产生的感应电动势的图象如图乙所示 解析:由甲图知t=0时刻磁通量最大,线圈平面应在中性面位置,A错误;t=0.01 s时刻,磁通量等于零,但Φ的变化率最大,B 正确;t=0.02 s时刻,磁通量最大,但磁通量的变化率为零,感应电动势为零,C错误;由甲图知交流电动势的图象应为正弦图象,D错误. 答案:B 3.如图所示,处在匀强磁场中的矩形线圈abcd,以恒定的角速度

绕ab边转动,磁场方向平行于纸面并与ab垂直.在t=0时刻,线圈平面与纸面重合,线圈的cd边离开纸面向外运动.若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向,则下图能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是() 解析:在t=0时刻,线圈平面与纸面重合,即此时磁通量为零,磁通量变化率最大,所以产生的感应电动势最大,故感应电流最大,根据右手定则,可知电流方向为a→b→c→d→a,所以选C. 答案:C 4.(多选)线圈在磁场中匀速转动产生的交流电的瞬时电动势为e =102sin 20πt (V),则下列说法正确的是() A.t=0时,线圈平面位于中性面 B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大 C.t=0时,导线切割磁感线的有效速度最大 D.t=0.4 s时,e达到峰值10 2 V 解析:根据交流电动势的瞬时值表达式可判断题目所给的交流电为正弦式交变电流,当t=0时,e=0,所以此时磁通量的变化率为零,导线切割磁感线的有效速度为零,但此时穿过线圈的磁通量最大,线圈平面位于中性面,所以A、B正确,C错误;当t=0.4 s时,e =102sin 20πt (V)=102sin 8π (V)=0,所以D错误. 答案:AB 5.(多选)如图所示,形状或转轴位置不同,但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感应强度为B的匀强磁场中,以相同的角速度ω匀速转动,从图示的位置开始计时,则下列说法正确的是() A.感应电动势最大值相同 B.感应电动势瞬时值不同

交变电流知识点

交变电流知识点 一、交变电流的产生 1、原理:电磁感应 2、中性面:线圈平面与磁感线垂直的平面。 3、两个特殊位置的比较 ①线圈平面与中性面重合时(S ⊥B ),磁通量Φ最大,t ??Φ =0,e=0,i=0,感应电流的方向将发生改变。 ②线圈平面平行与磁感线时(S ∥B ),Φ=0, t ??Φ 最大,e 最大,i 最大,电流方向不变。 4、 穿过线圈的磁通量与产生的感应电动势、感应电流随时间变化的函数关系总是互余的: 函数 图象

注:对中性面的理解 交流电瞬时值表达式的具体形式是由开始计时的时刻和正方向的规定共同决定的。若从中性面开始计时,虽然该时刻穿过线圈的磁通量最大,但线圈两边的运动方向恰与磁场方向平行,不切割磁感线,电动势为零,故其表达式为 ;但若从线圈平面和磁场平行时开始计时, 虽然该时刻穿过线圈的磁通量为零,但由于此时线圈两边的速度方向和磁场方向垂直,电动势最大,故其表达式为 。 例:矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法 正确的是( ) A .当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大 B .当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零 C .每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次 D .线框经过中性面时,各边切割磁感线的速度为零 答案:CD 【变式训练】一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,在转动过程中,线框中的最大磁通量为m ?,最大感应电动势为m E ,则下列说法中正确的是( ) A .当穿过线框的磁通量为零时,感应电动势也为零 B .当穿过线框的磁通量减小时,感应电动势在增大 C .当穿过线框的磁通量等于m ?5.0时,感应电动势等于m E 5.0 D .线框转动的角速度m m E ?ω/=

18、交变电流的描述

物理科学案 序号18 高二 年级 班 教师 刘冰 学生 第二章 第2节 交变电流的描述 【学习目标】 1、了解交变电流产生的过程,能够写出交变电流的电动势、电流、电压瞬时值表达式; 2、会用图像描述交变电流。 【知识链接】 1、正弦式交变电流的产生:将 置于 中,并绕 的轴做 运动。 2、中性面: (1)线圈平面与磁场 时的位置。 (2)线圈位于中性面时有哪些特点? 磁通量 ,感应电动势 ,磁通量的变化率 ,感应电流 。 (3)当线圈平面与磁场平行时: 磁通量 ,感应电动势 ,磁通量的变化率 ,感应电流 。 【新知呈现】 一、 用函数表达式描述交变电流 1、 当线圈平面从中性面开始转动: 感应电动势的瞬时值表达式: 感应电流的瞬时值表达式: 外电路电压的瞬时值表达式: 最大感应电动势为: 2、 当线圈平面从垂直于中性面位置开始转动: (1) 初始位置时,ab 边的线速度v 与磁场B 方向间的夹角: (2) 经过时间t 后,线圈转过的角度: (3) 此时,ab 边的线速度v 与磁场B 方向间的夹角: (4) 此时,ab 边产生的感应电动势的大小: (5) 此时,整个线圈产生的感应电动势的大小: (6) 假设线圈匝数为N ,线圈的面积为S ,则线圈产生的感应电动势的大小: (7) 若用m E NBS ω=,则线圈产生的感应电动势的大小: 感应电动势的瞬时值表达式: 感应电流的瞬时值表达式: 外电路电压的瞬时值表达式: 最大感应电动势为: 二、 用图像描述交变电流 1、 当线圈平面从中性面开始转动:(正弦图像) 2、 当线圈平面从垂直于中性面位置开始转动:(余弦图像) 【典例分析】 例1、如图所示为演示交变电流产生的装置图,关于这个实验,说法正确的是( ) A 、 线圈每转动一周,指针左右摆动两次 B 、 图示位置为中性面,线圈中无感应电流 C 、 图示位置,ab 边的感应电流方向为b a → D 、 线圈平面与磁场方向平行时,磁通量变化率为零 例2、有一匝数为10匝的正方形线圈,边长为20cm ,线框总电阻为1Ω,线框绕OO '轴以20(/)rad s π的角速度匀速转动,如图所示,垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5T 。问: (1) 该线框产生的交变电流的电动势最大值、电流最大值分别是多少? (2) 线框从图示位置转过600 时,感应电动势的瞬时值是多大? (3) 写出感应电动势随时间变化的瞬时值表达式。 【针对训练】如图所示,矩形线圈边长为20ab cm =,10bc cm =,匝数N=100匝,磁场的磁感应强度B=0.01T 。当线圈以50/n r s =的转速从图示位置开始逆时针匀速转动时,求: (1) 线圈中交变电动势瞬时值表达式; (2) 从线圈开始转动起,经0.01s 时感应电动势的瞬时值。

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