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第64课时　实验十五：探究影响感应电流方向的因素
[学习目标]　1．探究感应电流方向与哪些因素有关。2．通过实验数据，分析归纳感应电流方向与导体运动方向、磁通量变化情况间的关系。
原理装置图 操作要求 注意事项
1．改变穿过闭合回路的磁通量，回路中有感应电流。 2．利用电流表指针偏转方向确定影响感应电流方向的因素。 1．确定电流表指针偏转方向与电流方向的关系。 (1)按照原理图连接电路。 (2)调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。 (3)迅速闭合开关，发现电流表指针偏转后立即断开开关。 (4)记录电流方向与电流表的指针偏转方向，找出它们之间的关系。 2．确定感应电流方向与磁通量变化情况的关系。 (1)按照原理图连接电路，明确线圈的绕线方向。 (2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈时的实验。 (3)观察并记录磁体磁场方向、感应电流方向、感应电流的磁场方向，并将结果填入表格。 1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。 2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。 3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。 4．按照控制变量的思想进行实验。 5．进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。
数据 处理 1．以下面四种情况为例，实验结果如下： ①N极(S极)向下时插入线圈，线圈内磁通量增加时的情况 磁极方向磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向N极向下向下逆时针(俯视)向上S极向下向上顺时针(俯视)向下
②N极(S极)向下时抽出线圈，线圈内磁通量减少时的情况 磁极方向磁场方向感应电流的方向感应电流的磁场方向N极向下向下顺时针(俯视)向下S极向下向上逆时针(俯视)向上
2．实验结论 当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反； 当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。
教材原型实验
[典例1]　(2025·浙江1月选考) 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”或“G1”接线柱流入，指针右偏。如图所示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
(1)此时磁铁的运动状态是________(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。
(2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________(多选)。
A．磁铁静止，向上移动线圈
B．增大(1)中磁铁运动速度
C．将导线从接线柱G1移接至接线柱G0
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
[典例2]　为探究“影响感应电流方向的因素”，某同学所做实验如下：
(1)首先按图1甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流表指针向左偏转；再按图1乙所示连接电路，闭合开关后，发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验________。
A．各仪器及导线是否完好
B．干电池是否为新电池
C．电流表测量的电流是否准确
D．电流表指针偏转方向与电流方向的关系
(2)接下来用如图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方向，由此可推断磁体下端的磁极为________(选填“N”或“S”)极。
(3)用通电螺线管代替条形磁体，实验器材如图3所示，请完善实物连接图。
(4)连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向________(选填“左”或“右”)滑动。
拓展创新实验
[典例3]　如图所示是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针________(选填“偏转”或“不偏转”)。
(2)利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如表：
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
在上述四次实验中，比较________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较____________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现，导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与____________有关。
　本题的创新之处体现在由探究导体棒切割磁感线的动生电动势替代磁场变化的感生电动势。
[典例4]　某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度Δd，如图乙所示，Δd＝________ mm。
(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在Δt时间内______________________________________________。
(3)得到多组Δt与E的数据之后，若以E为纵坐标、Δt为横坐标画出E-Δt图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以________为横坐标。
(4)根据改进后画出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内，_____________________________________________________________________
_____________________________________________________________________。
(5)其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率______(选填“减半”“不变”或“加倍”)。
　(1)实验目的创新：定量探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系。
(2)实验器材创新：用光电门测量磁场变化的时间，用电压传感器测量螺线管电压。
第64课时　实验十五：探究影响感应电流方向的因素
实验探究·创新突破
类型1
典例1　解析：(1)由题图可知，电表指针左偏，则感应电流从“－”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误；增大第(1)问中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确；减小灵敏电流表的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可使电流计指针偏角变大，选项C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，选项D错误。
答案：(1)向上拔出　(2)BC
典例2　解析：(1)进行上述实验的目的是检验电流表指针偏转方向与电流方向的关系，故D正确。
(2)观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向，根据右手螺旋定则和楞次定律可知磁体下端的磁极为S极。
(3)根据实验原理连接实物图如图所示。
(4)在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，可知B线圈中电流增大时，灵敏电流表的指针向右偏转，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，需减小B线圈中的电流，则滑动变阻器的滑片应向右滑动。
答案：(1)D　(2)顺时针　S　(3)见解析图　(4)右
类型2
典例3　解析：(1)导体沿竖直方向运动，运动方向与磁场平行，故不切割磁感线，不会产生感应电流，指针不发生偏转。
(2)比较实验①和②(或③和④)可知：在导体切割磁感线运动方向一定时，改变磁场方向，感应电流的方向发生改变；比较实验①和④(或②和③)可知：在导体切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变，感应电流的方向不变。
(3)导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体的运动快慢有关。
答案：(1)不偏转　(2)①和②(或③和④)　①和④(或②和③)　(3)导体的运动快慢
典例4　解析：(1)螺旋测微器固定刻度为5.5 mm，可动刻度为0.01 mm×16.60.166 mm，所以最终读数为5.5 mm＋0.166 mm5.666 mm。
(2)在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与螺线管之间相对位置的改变量都一样，穿过螺线管的磁通量的变化量ΔΦ都相同。
(3)根据En，因ΔΦ不变，E与。
(4)在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比)。
(5)E 图像斜率为n·ΔΦ，匝数n加倍后，图像的斜率加倍。
答案：(1)5.666(5.665~5.667均可)　(2)穿过螺线管的磁通量的变化量　(3)
(4)见解析　(5)加倍
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第十一章 电磁感应
第64课时　实验十五：探究影响感应电流方向的因素
[学习目标]　1．探究感应电流方向与哪些因素有关。2．通过实验数据，分析归纳感应电流方向与导体运动方向、磁通量变化情况间的关系。
实验基础 · 要点通关
原理装置图
1．改变穿过闭合回路的磁通量，回路中有感应电流。
2．利用电流表指针偏转方向确定影响感应电流方向的因素。



操作要求
1．确定电流表指针偏转方向与电流方向的关系。
(1)按照原理图连接电路。
(2)调节滑动变阻器，使接入电路的电阻最大。
(3)迅速闭合开关，发现电流表指针偏转后立即断开开关。
(4)记录电流方向与电流表的指针偏转方向，找出它们之间的关系。
操作要求
2．确定感应电流方向与磁通量变化情况的关系。
(1)按照原理图连接电路，明确线圈的绕线方向。
(2)按照控制变量的方法分别进行N极(S极)向下插入线圈和N极(S极)向上抽出线圈时的实验。
(3)观察并记录磁体磁场方向、感应电流方向、感应电流的磁场方向，并将结果填入表格。
注意事项
1．确定电流方向与电流表指针偏转方向的关系时，要用试触法并注意减小电流，防止电流过大或通电时间过长损坏电流表。
2．电流表选用零刻度在中间的灵敏电流计。
3．实验前设计好表格，并明确线圈的绕线方向。
4．按照控制变量的思想进行实验。
5．进行一种操作后，等电流计指针回零后再进行下一步操作。
数据处理 1．以下面四种情况为例，实验结果如下：
①N极(S极)向下时插入线圈，线圈内磁通量增加时的情况
磁极方向 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
N极向下 向下 逆时针(俯视) 向上
S极向下 向上 顺时针(俯视) 向下
数据处理 ②N极(S极)向下时抽出线圈，线圈内磁通量减少时的情况
磁极方向 磁场方向 感应电流的方向 感应电流的磁场方向
N极向下 向下 顺时针(俯视) 向下
S极向下 向上 逆时针(俯视) 向上
数据处理 2．实验结论
当线圈中磁通量增加时，感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相反；
当线圈中磁通量减少时，感应电流的磁场方向与磁体的磁场方向相同。
实验探究 · 创新突破
类型1　教材原型实验
[典例1]　(2025·浙江1月选考) 在“探究影响感应电流方向的因素”实验中，当电流从“－”接线柱流入灵敏电流表，指针左偏；从“G0”或“G1”接线柱流入，指针右偏。如图所
示是某次实验中指针偏转角度最大的瞬间，则
(1)此时磁铁的运动状态是__________(选填“向上拔出”“静止”或“向下插入”)。
(2)只做以下改变，一定会增大图中电流表指针偏转角度的是________(多选)。
A．磁铁静止，向上移动线圈
B．增大(1)中磁铁运动速度
C．将导线从接线柱G1移接至接线柱G0
D．将一个未与电路相接的闭合线圈套在图中线圈外
向上拔出
BC
[解析]　(1)由题图可知，电表指针左偏，则感应电流从“－”极流入，感应电流在线圈内产生的磁场方向向下，根据楞次定律可知，与条形磁体在线圈位置产生的磁场方向相同，可知穿过线圈的磁通量减小，根据楞次定律可知，此时磁铁的运动状态是向上拔出。
(2)磁铁静止，向上移动线圈，则产生的感应电流不一定增加，指针偏角不一定会增加，选项A错误；增大第(1)问中磁铁的速度，产生的感应电动势会增加，指针偏角会增大，选项B正确；减小灵敏电流表的量程，即将导线从接线柱G1移接到G0，可使电流计指针偏角变大，选项C正确；将一个未与电路相接的闭合线圈套在线圈外，线圈中的感应电流不变，电流计指针偏角不变，选项D错误。
[典例2]　为探究“影响感应电流方向的因素”，某同学所做实验如下：
(1)首先按图1甲所示连接电路，闭合开关后，发现灵敏电流表指针向左偏转；再按图1乙所示连接电路，闭合开关后，发现电流表指针向右偏转。进行上述实验的目的是检验________。
A．各仪器及导线是否完好
B．干电池是否为新电池
C．电流表测量的电流是否准确
D．电流表指针偏转方向与电流方向的关系
D
(2)接下来用如图2所示的装置做实验，图中螺线管上的粗线标示的是导线的绕行方向。某次实验中在条形磁体插入螺线管的过程中，观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿________(选填“顺时针”或“逆时针”)方
向，由此可推断磁体下端的磁极为________(选
填“N”或“S”)极。
顺时针
S
(3)用通电螺线管代替条形磁体，实验器材如图3所示，请完善实物连接图。
见解析图
(4)连好电路，并将B线圈插入A线圈中。在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，滑动变阻器的滑片应向________(选填“左”或“右”)滑动。
右
[解析]　(1)进行上述实验的目的是检验电流表指针偏转方向与电流方向的关系，故D正确。
(2)观察到电流表指针向右偏转，说明螺线管中的电流方向(从上往下看)是沿顺时针方向，根据右手螺旋定则和楞次定律可知磁体下端的磁极为S极。
(3)根据实验原理连接实物图如图所示。
(4)在闭合开关瞬间，发现灵敏电流表的指针向右偏了一下，可知B线圈中电流增大时，灵敏电流表的指针向右偏转，若要使灵敏电流表的指针向左偏转，需减小B线圈中的电流，则滑动变阻器的滑片应向右滑动。
类型2　拓展创新实验
[典例3]　如图所示是探究电磁感应现象的装置。
(1)闭合开关，让导体AB沿水平方向左右运动。观察到灵敏电流计的指针偏转；若让导体AB由图示位置沿竖直方向上下运动，则灵敏电流计的指针___________(选填“偏转”或“不偏转”)。
不偏转
(2)利用此装置，探究感应电流方向与磁场方向和切割磁感线方向之间的关系，观察到的实验现象记录如表：
实验序号 磁场方向 导体切割磁感线方向 灵敏电流计指针偏转方向
① 向下 向右 向左
② 向上 向右 向右
③ 向下 向左 向右
④ 向上 向左 向左
在上述四次实验中，比较___________________两次实验，可知感应电流方向与磁场方向有关；比较___________________两次实验，可知同时改变磁场方向和切割磁感线方向则感应电流方向不变。
(3)在探究中还发现，导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，说明感应电流的大小与_______________有关。
①和②(或③和④)
①和④(或②和③)
导体的运动快慢
[解析]　(1)导体沿竖直方向运动，运动方向与磁场平行，故不切割磁感线，不会产生感应电流，指针不发生偏转。
(2)比较实验①和②(或③和④)可知：在导体切割磁感线运动方向一定时，改变磁场方向，感应电流的方向发生改变；比较实验①和④(或②和③)可知：在导体切割磁感线运动方向和磁场方向同时改变，感应电流的方向不变。
(3)导体AB水平向左(或向右)缓慢运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较小；导体AB水平向左(或向右)快速运动时，灵敏电流计的指针偏转角度较大，这说明电路中的电流变大，所以可以看出感应电流的大小与导体的运动快慢有关。
创新点解读　本题的创新之处体现在由探究导体棒切割磁感线的动生电动势替代磁场变化的感生电动势。
[典例4]　某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”的实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度Δd，如图乙所示，Δd＝_______________________ mm。
5.666(5.665～5.667均可)
(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间Δt内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是：在Δt时间内____________________________。
穿过螺线管的磁通量的变化量
(3)得到多组Δt与E的数据之后，若以E为纵坐标、Δt为横坐标画出E-Δt图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以________为横坐标。
(4)根据改进后画出的图像得出的结论是：在误差允许的范围内，___________________________________________________________
___________________________________________________________。
见解析
(5)其他条件都不变，若换用匝数加倍的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率______(选填“减半”“不变”或“加倍”)。
加倍
[解析]　(1)螺旋测微器固定刻度为5.5 mm，可动刻度为0.01 mm×16.6＝0.166 mm，所以最终读数为5.5 mm＋0.166 mm＝5.666 mm。
(2)在挡光片每次经过光电门的过程中，磁铁与螺线管之间相对位置的改变量都一样，穿过螺线管的磁通量的变化量ΔΦ都相同。
(3)根据E＝n，因ΔΦ不变，E与成正比，横坐标为。
(4)在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比(或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比)。
(5)E-图像斜率为n·ΔΦ，匝数n加倍后，图像的斜率加倍。
创新点解读　(1)实验目的创新：定量探究感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系。
(2)实验器材创新：用光电门测量磁场变化的时间，用电压传感器测量螺线管电压。
课时数智作业(六十四)　实验十五：探究影响感应电流方向的因素
说明：本试卷共5小题，共30分。
1．(4分)(多选)(2024·北京卷节选)用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图1所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是(　　)
A．需要记录感应电流的大小
B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
√
√
BC　[分析实验目的可知，本实验需要通过电流表指针的偏转方向分析感应电流的方向，不需要记录感应电流的大小，A错误，B正确；比较甲和乙，磁体的N极和S极分别靠近螺线管，感应电流方向相反，则感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关，C正确。]
2．(6分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
顺时针
逆时针
[解析]　(1)磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，磁铁产生的磁场方向向下且增强，感应磁场方向向上，根据安培定则可知感应电流方向为逆时针方向(俯视线圈)，且电流方向在线圈中为b→a并流入电流计左端，可知线圈为顺时针绕向。
(2)条形磁铁从题图中虚线位置向右远离L时，线圈的磁场方向向上且减弱，且感应电流从电流计右端流入，根据安培定则可知线圈为逆时针绕向。
3．(6分)物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
(1)请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。
见解析图
(2)把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，分析下面操作灵敏电流计指针偏转的情况：
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转。
右
左
(3)根据实验结果判断产生感应电流的本质是_______________________________。
穿过B线圈的磁通量发生变化
[解析]　(1)将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与B线圈串联成另一个回路，电路图如图所示。
(2)①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转了一下，滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，A线圈中电流增大，穿过B线圈的磁通量增大，指针向右偏转；②拔出铁芯，穿过B线圈的磁通量减小，指针向左偏转。
(3)产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化。
4．(8分)在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流计指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是________。
A．减小电源两端的电压，保护电源
B．增大电源两端的电压，保护开关
C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计
D．减小电路中的电流，保护开关
(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
C
向左
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
向左
向右
[解析]　(1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故选C。
(2)由题意知，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，将原线圈A插入副线圈B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向右偏转。
5．(6分)在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示。线圈C与灵敏电流表构成闭合电路。电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路。表格中实验操作2已经列出了与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整。
实验操作 电流表的表针偏向
1．闭合开关S瞬间 表针向______摆动
2．在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的滑片向右滑动时 表针向右摆动
3．在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时 表针向________摆动
4．在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时 表针向________摆动
左
右
右
[解析]　由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时穿过线圈C的磁通量减小，表针向右摆动；操作1闭合开关S瞬间，电流变大，穿过线圈C的磁通量增加，则表针向左摆动；操作3在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，穿过线圈C的磁通量减小，则表针向右摆动；操作4在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时，穿过线圈C的磁通量减小，则表针向右摆动。
章末巩固检测(十一)　电磁感应
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
说明：第1～8题，每小题5分；本试卷共60分。
一、选择题：共8小题，1～6题只有一个选项符合要求，7～8题有多个选项符合要求。
1．(2025·青海海东一模)电吉他是现代科学技术的产物，从外形到音响都与传统的吉他有着明显的差别。电吉他中电拾音器的基本结构如图所示，固定的条形磁体附近的金属弦被磁化，当金属弦上下振动时，在线圈中产生与弦振动情况对应的弱电流，电流经电路放大后传送到音箱发出声音。下列说法正确的是(　　)
A．电吉他利用了自感现象
B．电吉他利用了互感现象
C．电吉他利用了电磁阻尼
D．当金属弦靠近磁体时，线圈a端的电势较高
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[自感现象是由于导体本身的电流发生变化而产生的电磁感应现象，互感现象是一个线圈中的电流发生变化在另一个线圈中产生感应电动势的现象，在电吉他中，金属弦被磁化后，其上下振动使穿过固定线圈中的磁通量发生变化，从而在线圈中产生感应电流，属于电磁感应现象，磁化后的金属弦在上下振动过程中没有被感应，所以不是利用了自感和互感的原理，A、B错误；根据上述分析可知，电吉他主要利用电磁感应原理工作的，C错误；当金属弦靠近磁体时，穿过线圈的磁通量增大，根据楞次定律可知，感应电流产生的磁场阻碍磁通量的增加，与原来磁场方向相反，结合安培定则可知，感应电流从b流入线圈，从a流出线圈，a端的电势较高，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
2．(2025·北京石景山一模)近场通信(NFC)器件应用电磁感应原理进行通信，其天线类似一个压平的线圈。设每匝线圈面积为S，共有n匝。若磁场垂直纸面向里通过此线圈且均匀增加，磁感应强度随时间的变化率为k，则线圈中产生感应电动势的大小和感应电流的方向分别为(　　)
A．nkS，顺时针 B．kS，顺时针
C．nkS，逆时针 D．kS，逆时针
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
C　[根据楞次定律可知线圈中的感应电流为逆时针，根据法拉第电磁感应定律可得感应电动势为E＝nS＝nkS，故选C。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
3．(2025·北京卷)绝缘的轻质弹簧上端固定，下端悬挂一个磁铁。将磁铁从弹簧原长位置由静止释放，磁铁开始振动，由于空气阻力的影响，振动最终停止。现将一个闭合铜线圈固定在磁铁正下方的桌面上(如图所示)，仍将磁铁从弹簧原长位
置由静止释放，振动最终也停止。则(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．有无线圈，磁铁经过相同的时间停止运动
B．磁铁靠近线圈时，线圈有扩张趋势
C．磁铁离线圈最近时，线圈受到的安培力最大
D．有无线圈，磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能相同
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[有线圈时，磁铁受到电磁阻尼的作用，振动更快停止，故A错误；根据楞次定律，磁铁靠近线圈时，线圈的磁通量增大，此时线圈有缩小的趋势，故B错误；磁铁离线圈最近时，此时磁铁与线圈的相对速度为零，感应电动势为零，感应电流为零，线圈受到的安培力为零，故C错误；分析可知有无线圈时，根据平衡条件最后磁铁静止后弹簧的伸长量相同，由于磁铁和弹簧组成的系统损失的机械能为磁铁减小的重力势能减去此时弹簧的弹性势能，故系统损失的机械能相同，故D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
4．(2025·山西太原一模)如图所示，矩形区域内有垂直纸面向里的匀强磁场，固定一水平金属棒AD，弹性金属丝绕过绝缘笔端点P与A、D连接，金属丝始终处于拉直状态且在纸面内，AD与金属丝的电阻均不可忽略。在绝缘笔端点P沿虚线从B点经C点移动到D点的过程中，下列说法正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．三角形APD穿过的磁通量先增大后减小
B．三角形APD中的感应电流始终为0
C．A点的电势始终高于P点的电势
D．P点的电势始终高于D点的电势
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[在绝缘笔沿虚线从B点经C点移动到D点的过程中，三角形APD的面积先不变后减小，故磁通量先不变后减小，故A错误；由“增反减同”可知，三角形中感应电流先为0，后沿顺时针方向，故B错误；根据右手定则可知，A点的电势始终低于P点的电势，P点的电势始终高于D点的电势，故C错误，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
5．(2024·黑龙江齐齐哈尔一模)图甲为某风速测量装置，可简化为如图乙所示的模型。圆形磁场半径为L，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里，风推动风杯组(导体棒OA代替)绕水平轴以角速度ω顺时针转动，风杯中心到转轴距离为2L，导体棒OA电阻为r，导体棒与弹性簧片接触时回路中产生电流，接触过程中，导体棒转过的圆心角为45°，图乙中电阻阻值为R，其余电阻不计。下列说法正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．流过电阻R的电流方向为从左向右
B．风杯的速率为ωL
C．导体棒与弹性簧片接触时产生的电动势为E＝BL2ω
D．导体棒每转动一圈，流过电阻R的电荷量为
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
D　[根据右手定则可知，导体棒OA上感应电流方向为从O到A，流过电阻R的电流方向为从右向左，故A错误；风杯的速率为v＝ω×2L＝2ωL，故B错误；导体棒与弹性簧片接触时产生的电动势为E＝BL＝BLω·＝BL2ω，故C错误；依题意，导体棒每转动一圈，接触过程中导体棒转过的圆心角为45°，所以三组风杯总共接触过程对应的时间为t＝，根据闭合电路欧姆定律，有I＝，又q＝It，联立解得q＝，故D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
6．如图所示，MNQP是边长为L和2L的矩形，在其由对角线划分的两个三角形区域内充满磁感应强度大小相等、方向相反的匀强磁场。边长为L的正方形导线框，在外力作用下水平向左匀速运动，线框左边始终与MN平行。设导线框中感应电流i逆时针流向为正。若t＝0时左边框与PQ重合，则左边框由PQ运动到MN的过程中，下列i-t图像正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
D　[设导线框的电阻为R，运动速度大小为v，则t＝0时，e1＝BLv，i1＝，线框的左边框由PQ向左进入磁场运动到G点，用时t1＝，则在0～t1时间内，根据右手定则知感应电流方向为顺时针(负)，而切割磁感线的有效长度l随时间由L均匀减小到0，根据e＝Blv和i＝可知，感应电流的大小随时间由i1均匀减小到0；t1～2t1内，线框的左边框由G点运动到MN，线框的左右两边同向同速切割方向相反的磁场，根据右手定则和电路知识可知，总感应电动势为线框左右两边产生的感应电动势之和，且电流方向为逆时针(正)，线框两边切割磁感线的有效长度之和恒等于L，则感应电流大小恒为，故D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
7．如图甲所示，平行金属导轨及所在平面与水平面成37°角。不计金属导轨电阻，平行导轨间距L＝1 m，定值电阻R＝3 Ω，虚线OO′下方有垂直于导轨平面的匀强磁场。将电阻r＝1 Ω、m＝0.1 kg的金属棒ab从OO′上方某处垂直导轨由静止释放，金属棒下滑过程中的v-t图像如图乙所示。已知sin 37°＝0.6，
cos 37°＝0.8，重力加速度g取10 m/s2，则下
列说法正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．金属棒在下滑过程中受到的摩擦力为0.2 N
B．匀强磁场的磁感应强度大小为2 T
C．金属棒在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R中电流为0.5 A
D．金属棒在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量为1.875×
10-2 J
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
BD　[由题图乙知ab进磁场前的加速度为a＝＝5 m/s2，由mg sin 37°－Ff＝ma，解得Ff＝0.1 N，A错误；ab进入磁场后做匀速运动，有mg sin 37°＝Ff＋ILB，回路中电流I＝，解得B＝2 T，B正确；金属棒在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R中电流I＝＝0.25 A，C错误；金属棒在磁场中下滑0.1 s过程中电阻R产生的热量Q＝I2Rt＝1.875×10-2 J，D正确。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
8．(2025·贵州黔东南一模)汽车减震器可以有效抑制车辆振动。某电磁阻尼减震器的简化原理图如图所示。匀强磁场的宽度L0＝1 m，匀强磁场的磁感应强度大小B＝1 T，方向竖直向下。一轻质弹簧处于原长，水平且垂直于磁场边界放置，弹簧右端固定，左端恰与磁场右边界平齐。另一宽度L＝0.2 m、长度足够长的单匝矩形硬质金属线框abcd水平固定在一塑料小车上(图中小车未画出)，线框右端与小车右端平齐，二者的总质量m＝0.5 kg，线框电阻R＝0.08 Ω，使小车带着线框以v0＝5 m/s的速度沿光滑水平面垂直于磁场边界正对弹簧向右运动，ab边向右穿过磁场右边界后小车开始压缩弹簧，弹簧始终在弹性限度内。下列说法正确的是(　　)
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
A．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为1 m/s2
B．线框刚进入磁场左边界时，小车的加速度大小为5 m/s2
C．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为4 J
D．小车向右运动过程中弹簧获得的最大弹性势能为2 J
√
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
√
BC　[线框刚进入磁场左边界时，有E＝BLv0，I＝，F＝BIL，a＝，解得小车的加速度大小a＝5 m/s2，故A错误，B正确；设ab边穿过磁场右边界时的速度大小为v，由动量定理有－B＝＝＝，ab边从磁场右边界出来后压缩弹簧，则弹簧获得的最大弹性势能Epm＝mv2，解得Epm＝4 J，故C正确，D错误。]
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
二、非选择题：共2小题。
9．(8分)如图1所示是“研究电磁感应现象”的实验装置。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，电流计指针将________偏转(选填“向左”“向右”或“不”)；
(2)连好电路，并将A线圈插入B线圈中后，若要使灵敏电流计的指针向左偏转，可采取的操作是________；
A．插入铁芯
B．拔出A线圈
C．变阻器的滑片向左滑动
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
向右
B
(3)G为指针零刻度在中央的灵敏电流计，连接在直流电路中时的偏转情况如图2甲中所示，即电流从电流计G的左接线柱进时，指针从中央向左偏。把它与一线圈串联进行电磁感应实验，则图乙中的条形磁铁的运动方向是向________(选填“上”或“下”)，图丙中的条形磁铁下端为________极(选填“N”或“S”)。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
下
S
[解析]　(1)如果在闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，说明线圈B中磁通量增加，产生的感应电流使指针向右偏转，那么合上开关后，将A线圈迅速插入B线圈中，线圈B中的磁通量也增加，产生的感应电流方向相同，故电流计指针也将向右偏转。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(2)据前面分析有插入铁芯会使得通过线圈B中的磁通量变大，则使灵敏电流计的指针向右偏转，故A错误；拔出A线圈，会使得通过线圈B中的磁通量变小，则会使得灵敏电流计指针向左偏转，故B正确；变阻器的滑片向左滑动，则通过线圈A中的电流变大，从而会使得通过线圈B中的磁通量变大，从而灵敏电流计的指针仍会向右偏转，故C错误。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(3)依题意有，可知实验时通过螺线管的电流是从上端流入、下端流出，则根据右手螺旋定则可知此时通电螺线管产生的磁场方向向下，而此时恰好条形磁铁的S极朝下，结合楞次定律，说明引起感应电流的磁场方向向上且磁通量在增大，可知条形磁铁应向下运动；依题意有，可知实验时通过螺线管的电流是从下端流入、上端流出，则根据右手螺旋定则可知通电螺线管产生的磁场方向向上，而条形磁铁又向上远离螺线管，结合楞次定律，说明引起感应电流的磁场方向向上且通过螺线管的磁通量在减小，则可知条形磁铁的下端为S极。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
10．(12分)(2025·辽宁丹东一模)如图所示，两组宽度d均为2 m的平行金属导轨，左侧导轨倾角θ为37°，右侧导轨水平放置且足够长。两组导轨用绝缘物质M、N平滑连接。一半径r为1 m的水平光滑金属圆环，其上一电阻为R1＝1 Ω的金属棒绕竖直轴OO′以角速度ω＝8 rad/s逆时针匀速转动。圆环内存在竖直向上的磁感应强度大小为B1＝10 T的匀强磁场。转轴及圆环边缘通过电刷与倾斜导轨下端相连。两组导轨分别存在垂直导轨平面向下的磁感应强度大小均为2 T匀强磁场。金属棒PQ和EF静置于倾斜和水平导轨上且与导轨垂直，
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
质量均为m＝1 kg，电阻均为R＝3 Ω。已知金属棒与两组导轨动摩擦因数均为μ＝0.8，最大静摩擦力等于滑动摩擦力。闭合开关S后，金属棒PQ向上运动到斜面顶端前已经匀速，并且速度大小不变地进入水平轨道，整个运动过程棒与两导轨始终接触，其他电阻忽略不计，g取10 m/s2，cos 37°＝0.8，sin 37°＝0.6。求：
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(1)闭合开关瞬间导体棒PQ的电势差；(2)导体棒PQ的最大速度；
(3)导体棒PQ进入水平轨道后，当导体棒EF达到最大速度时两棒的相对位移Δx(保留两位有效数字)。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
[解析]　(1)金属棒绕竖直轴OO′匀速转动时其边缘线速度大小为v＝ωr＝8 m/s
转动切割磁感线产生的感应电动势为E＝＝40 V
根据闭合电路的欧姆定律可得回路中的感应电流为I＝＝10 A
则可得闭合开关瞬间导体棒PQ的电势差U＝IR＝30 V。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(2)当金属棒PQ速度达到最大值时，其加速度为零，此时金属棒达到平衡状态，则有BI1d＝μmg cos θ＋mg sin θ
此时回路中的感应电动势E1＝－Bdv
而由闭合电路的欧姆定律可得回路中的感应电流I1＝
联立以上各式解得v＝6.9 m/s。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
(3)设棒EF速度达到最大值时，PQ速度为v1，EF速度为v2，设水平向右为正方向，当棒EF速度达到最大值时，根据平衡条件有BI2d＝μmg
而I2＝
解得v1－v2＝3 m/s
对导体棒EF由动量定理有I安－μmgt＝mv2
对导体棒PQ由动量定理有－I安－μmgt＝mv1－mv
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
联立以上各式解得I安＝1.95 N·s
而I安＝Bd·t＝Bd·t＝＝
代入数据解得Δx≈0.73 m。
题号
1
3
5
2
4
6
8
7
9
10
[答案]　(1)30 V　(2)6.9 m/s　(3)0.73 m
谢 谢 ！课时数智作业(六十四)　实验十五：探究影响感应电流方向的因素
说明：本试卷共5小题，共30分。
1．(4分)(多选)(2024·北京卷节选)用如图2所示的实验装置探究影响感应电流方向的因素。如图1所示，分别把条形磁体的N极或S极插入、拔出螺线管，观察并标记感应电流的方向。
关于本实验，下列说法正确的是(　　)
A．需要记录感应电流的大小
B．通过观察电流表指针的偏转方向确定感应电流的方向
C．图2中甲和乙表明，感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关
2．(6分)为判断线圈绕向，可将灵敏电流计G与线圈L连接，如图所示。已知线圈由a端开始绕至b端；当电流从电流计G左端流入时，指针向左偏转。
(1)将磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，发现指针向左偏转。俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
(2)当条形磁铁从图中的虚线位置向右远离L时，指针向右偏转。俯视线圈，其绕向为________(选填“顺时针”或“逆时针”)。
3．(6分)物理探究小组选用图示器材和电路研究电磁感应规律。
(1)请用笔画线代表导线，将图中各器材连接起来，组成正确的实验电路。
(2)把A线圈插入B线圈中，如果闭合开关时发现灵敏电流计的指针向右偏转了一下，分析下面操作灵敏电流计指针偏转的情况：
①向右移动滑动变阻器滑片，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转；
②保持滑动变阻器滑片位置不变，拔出线圈A中的铁芯，灵敏电流计指针将向________(选填“左”或“右”)偏转。
(3)根据实验结果判断产生感应电流的本质是________________________。
4．(8分)在“探究电磁感应的产生条件”的实验中，先按如图甲所示连线，不通电时，电流计指针停在正中央，闭合开关S时，观察到电流计指针向左偏。然后按如图乙所示将灵敏电流计与副线圈B连成一个闭合回路，将原线圈A、电源、滑动变阻器和开关S串联成另一个闭合电路。
(1)图甲电路中，串联定值电阻R的主要作用是________。
A．减小电源两端的电压，保护电源
B．增大电源两端的电压，保护开关
C．减小电路中的电流，保护灵敏电流计
D．减小电路中的电流，保护开关
(2)图乙中，S闭合后，在原线圈A插入副线圈B的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(3)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在滑动变阻器的滑片P向左滑动的过程中，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
(4)图乙中，S闭合后，线圈A放在B中不动，在突然断开S时，灵敏电流计的指针将________(选填“向左”“向右”或“不”)偏转。
5．(6分)在研究电磁感应的实验中，实验装置如图所示。线圈C与灵敏电流表构成闭合电路。电源、开关、带有铁芯的线圈A、滑动变阻器构成另一个独立电路。表格中实验操作2已经列出了与此操作对应的电流表的表针偏转方向，请以此为参考，把表格填写完整。
实验操作 电流表的表针偏向
1．闭合开关S瞬间 表针向______摆动
2．在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的滑片向右滑动时 表针向右摆动
3．在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时 表针向________摆动
4．在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时 表针向________摆动
课时数智作业(六十四)
1．BC　[分析实验目的可知，本实验需要通过电流表指针的偏转方向分析感应电流的方向，不需要记录感应电流的大小，A错误，B正确；比较甲和乙，磁体的N极和S极分别靠近螺线管，感应电流方向相反，则感应电流的方向与条形磁体的插入端是N极还是S极有关，C正确。]
2．解析：(1)磁铁N极向下从线圈上方竖直插入L时，磁铁产生的磁场方向向下且增强，感应磁场方向向上，根据安培定则可知感应电流方向为逆时针方向(俯视线圈)，且电流方向在线圈中为ba并流入电流计左端，可知线圈为顺时针绕向。
(2)条形磁铁从题图中虚线位置向右远离L时，线圈的磁场方向向上且减弱，且感应电流从电流计右端流入，根据安培定则可知线圈为逆时针绕向。
答案：(1)顺时针　(2)逆时针
3．解析：(1)将电源、开关、A线圈、滑动变阻器串联成一个回路，再将电流计与B线圈串联成另一个回路，电路图如图所示。
(2)①闭合开关，穿过B线圈的磁通量增大，灵敏电流计的指针向右偏转了一下，滑片向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，A线圈中电流增大，穿过B线圈的磁通量增大，指针向右偏转；②拔出铁芯，穿过B线圈的磁通量减小，指针向左偏转。
(3)产生感应电流的本质是穿过B线圈的磁通量发生变化。
答案：(1)见解析图　(2)①右　②左　(3)穿过B线圈的磁通量发生变化
4．解析：(1)电路中串联定值电阻，目的是减小电流，保护灵敏电流计，故选C。
(2)由题意知，当电流从灵敏电流计正接线柱流入时，指针向左偏转。S闭合后，将原线圈A插入副线圈B的过程中，穿过B的磁场向下，磁通量变大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(3)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，将滑动变阻器的滑片向左滑动时，穿过B的磁通量增大，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计正接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向左偏转。
(4)线圈A放在B中不动，穿过B的磁场向下，突然断开S时，穿过B的磁通量减小，由楞次定律可知，感应电流从灵敏电流计负接线柱流入，则灵敏电流计的指针将向右偏转。
答案：(1)C　(2)向左　(3)向左　(4)向右
5．解析：由操作2可知，在开关S闭合的情况下，滑动变阻器的滑片向右滑动时，电阻变大，电流减小，此时穿过线圈C的磁通量减小，表针向右摆动；操作1闭合开关S瞬间，电流变大，穿过线圈C的磁通量增加，则表针向左摆动；操作3在开关S闭合的情况下，线圈A远离线圈C时，穿过线圈C的磁通量减小，则表针向右摆动；操作4在开关S闭合的情况下，将线圈A中的铁芯抽出时，穿过线圈C的磁通量减小，则表针向右摆动。
答案：左　右　右

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