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第四章電磁振蕩與電磁波1電磁振蕩2電磁場(chǎng)與電磁波eq\a\vs4\al(80)電磁振蕩1.(2023·江蘇南通如皋中學(xué)高二???LC振蕩電路中的電流圖像如圖所示,規(guī)定回路中順時(shí)針電流方向?yàn)檎?。下圖中正確反映出1~2ms內(nèi)電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向的是(C)eq\o(\s\up7(),\s\do15(A))eq\o(\s\up7(),\s\do15(B))eq\o(\s\up7(),\s\do15(C))eq\o(\s\up7(),\s\do15(D))解析:1~2ms內(nèi),電流逐漸減小,電容器充電,因順時(shí)針電流方向?yàn)檎?,則電容器上極板帶正電,電場(chǎng)強(qiáng)度方向向下;根據(jù)安培定則,C選項(xiàng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B方向向上,D選項(xiàng)磁感應(yīng)強(qiáng)度方向向下,故選C。2.在如圖甲所示的振蕩電路中,電容器極板間電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖乙所示,規(guī)定電路中振蕩電流沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)檎较?,則電路中振蕩電流隨時(shí)間變化的圖像是(D)eq\o(\s\up7(),\s\do15(A))eq\o(\s\up7(),\s\do15(B))eq\o(\s\up7(),\s\do15(C))eq\o(\s\up7(),\s\do15(D))解析:電容器極板間電壓U=eq\f(Q,C),隨電容器極板上電荷量的增大而增大,隨電荷量的減小而減小。從題圖乙可以看出,在0~eq\f(T,4)這段時(shí)間內(nèi)是充電過(guò)程,且UAB>0,即φA>φB,A板應(yīng)帶正電,只有順時(shí)針?lè)较虻碾娏鞑拍苁笰板被充電后帶正電,同時(shí)考慮到t=0時(shí)刻電壓為零,電容器極板上的電荷量為零,電流最大,即t=0時(shí)刻,電流為負(fù)向最大,D正確。3.在LC振蕩電路中,下列說(shuō)法正確的是(D)A.電感線圈中的電流最大時(shí),電容器中電場(chǎng)能最大B.電容器兩極板間電壓最大時(shí),線圈中磁場(chǎng)能最大C.在一個(gè)周期內(nèi),電容器充電一次,放電一次D.在一個(gè)周期內(nèi),電路中的電流方向改變兩次解析:放電完畢時(shí),回路中電流最大,磁場(chǎng)能最大,電場(chǎng)能最小,故A錯(cuò)誤;電容器兩極板間電壓最大時(shí),電場(chǎng)能最大,線圈中磁場(chǎng)能最小,故B錯(cuò)誤;在一個(gè)周期內(nèi),電容器充電兩次,放電兩次,故C錯(cuò)誤;在一個(gè)周期內(nèi),電路中的電流方向改變兩次,故D正確。故選D。4.(2023·河北石家莊高二統(tǒng)考期末)在LC振蕩電路中,某時(shí)刻電流i的方向如圖所示,下列說(shuō)法正確的是(B)A.若電流i正在減小,則電容器正在放電B.若電流i正在增大,此時(shí)電容器上極板帶負(fù)電C.若僅增大線圈的自感系數(shù),振蕩頻率增大D.若僅增大電容器的電容,振蕩頻率增大解析:若電流i正在減小,則電容器正在充電,A錯(cuò)誤;若電流i正在增大,此時(shí)電容器上極板帶負(fù)電,B正確;由f=eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)),可知若僅增大線圈的自感系數(shù),振蕩頻率減小,若僅增大電容器的電容,振蕩頻率減小,C、D錯(cuò)誤。故選B。5.(多選)如圖所示的電路中,自感線圈的自感系數(shù)為L(zhǎng),電容器的電容為C,電源電動(dòng)勢(shì)為E,今將開(kāi)關(guān)S由1扳到2,從這一時(shí)刻起(ACD)A.經(jīng)歷時(shí)間eq\f(π,2)eq\r(LC)時(shí),回路中的磁場(chǎng)能達(dá)到最大值B.經(jīng)歷時(shí)間πeq\r(LC)時(shí),回路中的磁場(chǎng)能達(dá)到最大值C.在0~eq\f(1,4)周期的時(shí)間里,電容器放電的電荷量為CED.在0~eq\f(1,4)周期的時(shí)間里,電容器放電的平均電流是eq\f(2E,π)eq\r(\f(C,L))解析:開(kāi)關(guān)由1扳到2,開(kāi)始放電,經(jīng)過(guò)eq\f(π,2)eq\r(LC),即t=eq\f(T,4),放電電流最大,磁場(chǎng)能最大,A正確;t=πeq\r(LC)=eq\f(T,2),此時(shí),電路中i=0,磁場(chǎng)能為零,B錯(cuò)誤;放電瞬間,電容器帶電荷量q=CE,eq\f(T,4)時(shí)間內(nèi)放電結(jié)束,C正確;i=eq\f(q,t)=eq\f(CE,\f(π,2)\r(LC))=eq\f(2E,π)eq\r(\f(C,L)),D正確。6.(多選)一臺(tái)電子鐘,是利用LC振蕩電路來(lái)制成的,在家使用一段時(shí)間后,發(fā)現(xiàn)每晝夜總是快1min,造成這種現(xiàn)象的可能原因是(BCD)A.L不變,C變大了B.L不變,C變小了C.L變小了,C不變D.L、C均減小了解析:電子鐘變快,說(shuō)明了LC回路的振蕩周期變??;根據(jù)電磁振蕩的周期公式T=2πeq\r(LC)可知,振蕩電路的電容變小或線圈中的電感變小都會(huì)導(dǎo)致振蕩電路的周期變小,故BCD正確。L不變,C變大,則會(huì)導(dǎo)致振蕩電路的周期變大,電子鐘變慢,故A錯(cuò)誤。故選BCD。7.如圖所示,一LC回路的電感L=0.25H,電容C=4μF,在電容開(kāi)始放電時(shí)設(shè)為零時(shí)刻,上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,求:(1)此LC振蕩電路的周期為多少?(2)當(dāng)t=2.0×10-3s時(shí),電容器上極板帶何種電荷?電流方向如何?(3)電容器兩板間電壓最大為10V,則在前eq\f(T,4)內(nèi)的平均電流為多大?答案:(1)6.28×10-3s(2)帶負(fù)電荷,電流方向是逆時(shí)針(3)2.55×10-2A解析:(1)振蕩電路的周期T=2πeq\r(LC)=2×3.14×eq\r(0.25×4×10-6)s=6.28×10-3s。(2)t=2.0×10-3s在eq\f(T,4)到eq\f(T,2)之間,電容器在充電,所以上極板帶負(fù)電,電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針。(3)電容器兩板間電壓最大為10V,電容C=4μF,根據(jù)Q=CU,結(jié)合Q=It,則有eq\x\to(I)=eq\f(CU,\f(T,4))=eq\f(4×4×10-6×10,6.28×10-3)A=2.55×10-2A。電磁場(chǎng)與電磁波8.關(guān)于麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,下列說(shuō)法正確的是(D)A.在電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生電場(chǎng)B.在變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的磁場(chǎng),在變化的磁場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生變化的電場(chǎng)C.均勻變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生均勻變化的磁場(chǎng)D.周期性變化的電場(chǎng)周?chē)欢óa(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)解析:根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,只有變化的電場(chǎng)能產(chǎn)生磁場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng),周期性變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)。9.下列圖中所示的四種磁場(chǎng)變化情況,能產(chǎn)生如圖所示的電場(chǎng)的是(C)eq\o(\s\up7(),\s\do15(A))eq\o(\s\up7(),\s\do15(B))eq\o(\s\up7(),\s\do15(C))eq\o(\s\up7(),\s\do15(D))解析:由題圖可知,產(chǎn)生的電場(chǎng)為勻強(qiáng)電場(chǎng),根據(jù)電磁感應(yīng)定律可知,只有磁場(chǎng)隨著時(shí)間均勻變化,才會(huì)產(chǎn)生恒定的電場(chǎng),故C正確,A、B、D錯(cuò)誤。故選C。10.(多選)根據(jù)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論,變化的磁場(chǎng)可以產(chǎn)生電場(chǎng)。當(dāng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線如圖所示時(shí),可能是(AC)A.向上方向的磁場(chǎng)在增強(qiáng)B.向上方向的磁場(chǎng)在減弱C.向上方向的磁場(chǎng)先增強(qiáng),然后反向減弱D.向上方向的磁場(chǎng)先減弱,然后反向增強(qiáng)解析:若豎直向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),根據(jù)楞次定律可得感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)而方向向下,根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示,故A正確,B錯(cuò)誤;豎直向上的磁場(chǎng)增強(qiáng)時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的增強(qiáng)而方向向下,根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示,豎直向下的磁場(chǎng)減弱時(shí),感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙原磁場(chǎng)的減弱而方向向下,根據(jù)安培定則知感應(yīng)電流方向如圖中E的方向所示,故C正確,D錯(cuò)誤。故選AC。11.(2023·新疆阿勒泰高二統(tǒng)考期末)(多選)關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是(ABD)A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無(wú)關(guān)B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電磁波C.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失D.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直解析:電磁波在真空中的傳播速度為3×108m/s,與電磁波的頻率無(wú)關(guān),故A正確;周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng),周期性變化的磁場(chǎng)又產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng),它們相互激發(fā)向周?chē)鷤鞑?,就形成了電磁波,故B正確;波源的電磁振蕩停止后,已發(fā)出的電磁波不會(huì)立即消失,還要繼續(xù)傳播一段時(shí)間,故C錯(cuò)誤;電磁波是橫波,因此其電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度均與傳播方向垂直,故D正確。故選ABD。12.關(guān)于電磁波和機(jī)械波,下列說(shuō)法正確的是(C)A.電磁波是縱波,而機(jī)械波既有橫波又有縱波B.機(jī)械波和電磁波在傳播時(shí)都需要介質(zhì)C.機(jī)械波的能量由振幅決定,而電磁波的能量由頻率決定D.當(dāng)機(jī)械波或電磁波從空氣中進(jìn)入水中時(shí),頻率不變,波長(zhǎng)和波速都變小解析:電磁波是橫波,而機(jī)械波既有橫波又有縱波,故A錯(cuò)誤;機(jī)械波在傳播時(shí)需要介質(zhì),而電磁波傳播不需要介質(zhì),故B錯(cuò)誤;機(jī)械波的能量由振幅決定,而電磁波的能量E=hν,由頻率ν決定,故C正確;當(dāng)電磁波從空氣中進(jìn)入水中時(shí),頻率不變,而介質(zhì)的折射率變大,所以波速變小,則波長(zhǎng)也變小,對(duì)于機(jī)械波從空氣中進(jìn)入水中時(shí),頻率不變,但波速變大,所以波長(zhǎng)也變大,故D錯(cuò)誤。故選C。eq\a\vs4\al(82)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.下列關(guān)于機(jī)械波和電磁波的說(shuō)法中,正確的是(A)A.電磁波和機(jī)械波都能產(chǎn)生干涉、衍射和多普勒效應(yīng)現(xiàn)象B.波源停止振動(dòng),機(jī)械波立即停止傳播,電磁波能繼續(xù)傳播C.機(jī)械波和電磁波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播時(shí),波速保持不變D.機(jī)械波和電磁波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播時(shí),波長(zhǎng)保持不變解析:當(dāng)兩列波頻率相等時(shí)可以發(fā)生干涉現(xiàn)象,當(dāng)障礙物或孔的尺寸跟波長(zhǎng)相差不多時(shí)產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,多普勒效應(yīng)是波動(dòng)過(guò)程共有的特征,機(jī)械波、電磁波都會(huì)發(fā)生多普勒效應(yīng),機(jī)械波和電磁波都能產(chǎn)生干涉、衍射和多普勒效應(yīng)現(xiàn)象,故A正確;波源停止振動(dòng),機(jī)械波繼續(xù)傳播,電磁波也繼續(xù)傳播,故B錯(cuò)誤;機(jī)械波和電磁波由一種介質(zhì)進(jìn)入另一種介質(zhì)傳播時(shí)頻率保持不變,波速發(fā)生變化,由v=λf知波長(zhǎng)也發(fā)生改變,故C、D錯(cuò)誤。故選A。2.為了增大LC振蕩電路的固有頻率,下列辦法可采取的是(D)A.增大電容器兩極板的正對(duì)面積并在線圈中放入鐵芯B.減小電容器兩極板的距離并增加線圈的匝數(shù)C.減小電容器兩極板的距離并在線圈中放入鐵芯D.減小電容器兩極板的正對(duì)面積并減少線圈的匝數(shù)解析:LC振蕩電路的頻率公式f=eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC)),由此式可知增大固有頻率f的方法是減小L或減小C或同時(shí)減小L和C。另外由電容器電容公式C=eq\f(εrS,4πkd)可知,若電容器兩極板的正對(duì)面積增大,則C增大,正對(duì)面積減小,則C減??;若電容器兩極板間的距離減小,則C增大,距離增大,則C減小。在線圈中放入鐵芯或增加線圈的匝數(shù),則L增大,減小線圈的匝數(shù),則L減小。綜上可知只有D項(xiàng)正確。3.某電路中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的關(guān)系圖像如圖所示,能發(fā)射電磁波的是(D)eq\o(\s\up7(),\s\do15(A))eq\o(\s\up7(),\s\do15(B))eq\o(\s\up7(),\s\do15(C))eq\o(\s\up7(),\s\do15(D))解析:恒定的電場(chǎng)周?chē)粫?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng),不會(huì)形成電磁波,故A錯(cuò)誤;根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知,均勻變化的電場(chǎng)周?chē)a(chǎn)生恒定的磁場(chǎng),不會(huì)在空中形成交替出現(xiàn)的電磁場(chǎng),無(wú)法形成電磁波,故B、C錯(cuò)誤;根據(jù)麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論可知,周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng),周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生周期性變化的電場(chǎng),電場(chǎng)和磁場(chǎng)在空間的交替?zhèn)鞑ゾ托纬闪穗姶挪?,故D正確。故選D。4.已知LC振蕩電路(如圖甲所示)中電容器極板1上的電荷量隨時(shí)間變化的曲線如圖乙所示,則(B)A.a(chǎn)、c兩時(shí)刻電路中電流最大,方向相同B.a(chǎn)、c兩時(shí)刻電容器的電場(chǎng)能最大C.b、d兩時(shí)刻電路中電流最小,方向相反D.b、d兩時(shí)刻線圈的磁場(chǎng)能最小解析:由LC振蕩電路中電磁振蕩規(guī)律可知,電容器充、放電過(guò)程中,當(dāng)電容器極板上的電荷量最大時(shí),電路中電流為零,電容器的電場(chǎng)能最大,故A錯(cuò)誤,B正確;b、d兩時(shí)刻,電容器極板上的電荷量為零,此時(shí)電路中電流最大,線圈的磁場(chǎng)能最大,故C、D錯(cuò)誤。5.如圖所示為L(zhǎng)C振蕩電路在電磁振蕩中電容器極板間電壓隨時(shí)間變化的ut圖像,則下列說(shuō)法正確的是(B)A.t1~t2時(shí)間內(nèi),電路中電流強(qiáng)度不斷增大B.t2~t3時(shí)間內(nèi),電場(chǎng)能越來(lái)越小C.t3時(shí)刻,磁場(chǎng)能為零D.t3時(shí)刻電流方向要改變解析:t1時(shí)刻電路中電流最大,t1~t2時(shí)間內(nèi),向電容器反方向充電,t2時(shí)刻電容器兩端電壓最大,電流最小,A錯(cuò)誤;t2~t3時(shí)間內(nèi),電容器放電,電場(chǎng)能逐漸轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能,電場(chǎng)能越來(lái)越小,t3時(shí)刻電流達(dá)到最大,磁場(chǎng)能最大,B正確,C錯(cuò)誤;t3時(shí)刻繼續(xù)向電容器反向充電,則電流方向不變,D錯(cuò)誤。6.若某時(shí)刻LC振蕩電路中連接電容器的導(dǎo)線具有向上的電流,如圖所示。則下列說(shuō)法中正確的是(B)A.電容器正在放電B.電流正在逐漸減小C.兩平行板間的電場(chǎng)強(qiáng)度在減小D.螺線管中的感應(yīng)磁場(chǎng)豎直向上解析:由圖中可以看出,極板間的電場(chǎng)方向是豎直向上的,說(shuō)明下極板帶正電,上極板帶負(fù)電;等效電流的方向是向上的,即外電流流向下極板,流出上極板,也就是相當(dāng)于正電荷流向下極板,而下極板是帶正電的,所以下極板所帶的電荷量會(huì)增加,所以電容器在充電,故A錯(cuò)誤;電容器正在充電,則說(shuō)明此時(shí)電流正在逐漸減小,故B正確;充電的過(guò)程,兩極板間的電壓在增大,由電場(chǎng)強(qiáng)度E=eq\f(U,d)可知極板間的電場(chǎng)強(qiáng)度在增大,故C錯(cuò)誤;線圈中電流由上到下,則由安培定則可知,螺線管中的感應(yīng)磁場(chǎng)豎直向下,故D錯(cuò)誤。故選B。7.如圖所示,LC振蕩電路的L不變,C可調(diào),要使振蕩頻率從700Hz變?yōu)?400Hz。則可以采用的辦法有(D)A.把電容增大到原來(lái)的4倍B.把電容增大到原來(lái)的2倍C.把電容減小到原來(lái)的eq\f(1,2)D.把電容減小到原來(lái)的eq\f(1,4)解析:由f=eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))知,頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍時(shí),當(dāng)C=eq\f(1,4)C0時(shí)符合要求,其中C0為原電容,故選項(xiàng)D正確。8.某個(gè)智能玩具的聲響開(kāi)關(guān)與LC電路中的電流有關(guān),如圖所示為玩具內(nèi)的LC振蕩電路部分,已知線圈自感系數(shù)L=2.5×10-3H,電容器電容C=4μF,在電容器開(kāi)始放電時(shí)(取t=0),上極板帶正電,下極板帶負(fù)電,則(C)A.LC振蕩電路的周期T=π×104sB.當(dāng)t=π×10-4s時(shí),電容器上極板帶正電C.當(dāng)t=eq\f(π,3)×10-4s時(shí),電路中電流方向?yàn)轫槙r(shí)針D.當(dāng)t=eq\f(2π,3)×10-4s時(shí),電場(chǎng)能正轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能解析:由公式T=2πeq\r(LC)得LC振蕩電路的周期為T(mén)=2πeq\r(2.5×10-3×4×10-6)s=2π×10-4s,故A錯(cuò)誤;t=π×10-4s時(shí),電容器反向充滿電,所以上極板帶負(fù)電,故B錯(cuò)誤;t=eq\f(π,3)×10-4s是0~eq\f(T,4)之間,電容器正在放電,放電電流是由正極板流向負(fù)極板,為順時(shí)針電流,故C正確;當(dāng)t=eq\f(2π,3)×10-4s時(shí)介于eq\f(T,4)~eq\f(T,2)之間,電容器正在充電,磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電場(chǎng)能,故D錯(cuò)誤。故選C。二、選擇題(每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)9.下列關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法中,正確的是(BCD)A.機(jī)械波和電磁波本質(zhì)上是一致的B.機(jī)械波的波速只與介質(zhì)有關(guān),而電磁波在介質(zhì)中的波速不僅與介質(zhì)有關(guān),還與電磁波的頻率有關(guān)C.機(jī)械波可能是縱波,而電磁波必定是橫波D.它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象解析:機(jī)械波由振動(dòng)產(chǎn)生,電磁波由周期性變化的電場(chǎng)(或磁場(chǎng))產(chǎn)生;機(jī)械波是能量波,傳播需要介質(zhì),速度由介質(zhì)決定;電磁波是物質(zhì)波,波速由介質(zhì)和自身的頻率共同決定;機(jī)械波有橫波,也有縱波,而電磁波一定是橫波,它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射等現(xiàn)象,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B、C、D正確。10.如圖所示為L(zhǎng)C電路中電流i隨時(shí)間t變化的圖像,可知(CD)A.在t1時(shí)刻,電路中的電場(chǎng)能最大B.從t1到t2,電容器極板上的電荷逐漸減少C.從t2到t3,電容器放電D.在t2時(shí)刻,線圈中的磁場(chǎng)能最小解析:在t1時(shí)刻,電路中的電流最大,說(shuō)明放電結(jié)束,此時(shí)電路中的電場(chǎng)能為0,磁場(chǎng)能最大,故A錯(cuò)誤;從t1到t2,電路中的電流逐漸減小,說(shuō)明電容器正在充電,極板上的帶電荷量逐漸增加,故B錯(cuò)誤;從t2到t3,電路中的電流增大,說(shuō)明電容器正在放電,故C正確;在t2時(shí)刻電路中電流為0,說(shuō)明充電結(jié)束,則磁場(chǎng)能最小,故D正確。11.如圖是LC振蕩電路某時(shí)刻的情況,以下說(shuō)法正確的是(BCD)A.電容器正在充電B.電感線圈中的磁場(chǎng)能正在增加C.電感線圈中的電流正在增大D.此時(shí)刻自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流增大解析:由題圖中磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向和安培定則可知,此時(shí)電流向著電容器帶負(fù)電的極板流動(dòng),也就是電容器處于放電過(guò)程中,這時(shí)兩極板上的電荷量和電壓、電場(chǎng)能正在減少,而電流和線圈中的磁場(chǎng)能正在增加,由楞次定律可知,線圈中的自感電動(dòng)勢(shì)正在阻礙電流的增大,故選B、C、D。12.圖甲為某種車(chē)輛智能道閘系統(tǒng)的簡(jiǎn)化原理圖:預(yù)埋在地面下的地感線圈L和電容器C構(gòu)成LC振蕩電路,當(dāng)車(chē)輛靠近地感線圈時(shí),線圈自感系數(shù)變大,使得振蕩電流頻率發(fā)生變化,檢測(cè)器將該信號(hào)發(fā)送至車(chē)牌識(shí)別器,從而向閘機(jī)發(fā)送起桿或落桿指令。某段時(shí)間振蕩電路中的電流如圖乙,則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(ABC)A.t1時(shí)刻電容器間的電場(chǎng)強(qiáng)度為最小值B.t1~t2時(shí)間內(nèi),電容器處于充電過(guò)程C.汽車(chē)靠近線圈時(shí),振蕩電流頻率變小D.從圖乙波形可判斷汽車(chē)正靠近地感線圈解析:t1時(shí)刻電流最大,線圈中磁場(chǎng)能最大,電容器中電場(chǎng)能最小,電容器間的電場(chǎng)強(qiáng)度為最小值,故A正確;t1~t2時(shí)間內(nèi),電流逐漸減小,線圈中磁場(chǎng)能減小,電容器中電場(chǎng)能增大,電容器處于充電過(guò)程,故B正確;當(dāng)車(chē)輛靠近地感線圈時(shí),線圈自感系數(shù)變大,根據(jù)T=2πeq\r(LC),可知周期變大,頻率變小,故C正確;從圖乙波形可知周期越來(lái)越小,頻率越來(lái)越大,汽車(chē)正遠(yuǎn)離地感線圈,故D錯(cuò)誤。故選ABC。三、非選擇題13.在LC振蕩電路中,如已知電容C,并測(cè)得電路的固有振蕩周期T,即可求得電感L。為了提高測(cè)量精度,需多次改變C值并測(cè)得相應(yīng)的T值。現(xiàn)將測(cè)得的6組數(shù)據(jù)標(biāo)示在以C為橫坐標(biāo)、T2為縱坐標(biāo)的坐標(biāo)紙上,即圖中“×”表示的點(diǎn)。(1)T、L、C的關(guān)系為T(mén)=2πeq\r(LC);(2)根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)點(diǎn)作出T2與C的關(guān)系圖線;答案:如圖所示(3)求得的L值是0.04__H。解析:(1)根據(jù)LC振蕩電路中,如已知電容C,并測(cè)得電路的固有振蕩周期T,則公式為T(mén)=2πeq\r(LC)。(2)由作圖原則,數(shù)據(jù)盡可能均勻分布在直線兩側(cè),距離太遠(yuǎn)的點(diǎn),則是錯(cuò)誤的,應(yīng)舍棄。(3)通過(guò)圖像的斜率等于4π2L,則可求出L值為0.04H。14.電感線圈中的電流在0.6s時(shí)間內(nèi)的變化為1A,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為6mV,求由該線圈和電容為14400pF的電容器組成的振蕩電路所輻射的電磁波波長(zhǎng)是多大?答案:13565m解析:自感電動(dòng)勢(shì)E=Leq\f(ΔI,Δt),有:6×10-3=L×eq\f(1,0.6),解得L=3.6×10-3H;據(jù)LC振蕩電路振蕩電流頻率f=eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))=eq\f(1,2×3.14×\r(3.6×10-3×14400×10-12))=22116Hz;發(fā)射電磁波頻率為22116Hz,故波長(zhǎng)為λ=eq\f(c,f)=eq\f(3×108,22116)m=13565m。3無(wú)線電波的發(fā)射和接收4電磁波譜eq\a\vs4\al(84)無(wú)線電波的發(fā)射和接收1.關(guān)于無(wú)線電廣播發(fā)射過(guò)程中的振蕩器的作用,下列說(shuō)法正確的是(A)A.振蕩器的作用是產(chǎn)生等幅高頻信號(hào)B.振蕩器的作用是產(chǎn)生低頻音頻信號(hào)C.振蕩器的作用是產(chǎn)生高頻音頻信號(hào)D.振蕩器的作用是產(chǎn)生等幅低頻信號(hào)解析:無(wú)線電廣播發(fā)射過(guò)程中的振蕩器的作用是產(chǎn)生等幅高頻信號(hào),然后將聲音信號(hào)載在振蕩器發(fā)出的電磁波上發(fā)射出去,A正確。故選A。2.實(shí)際發(fā)射無(wú)線電波的過(guò)程如圖甲所示,高頻振蕩器產(chǎn)生高頻等幅振蕩如圖乙所示,人對(duì)著話筒說(shuō)話時(shí)產(chǎn)生低頻信號(hào)如圖丙所示。則發(fā)射出去的電磁波圖像應(yīng)是(B)eq\o(\s\up7(),\s\do15(A))eq\o(\s\up7(),\s\do15(B))eq\o(\s\up7(),\s\do15(C))eq\o(\s\up7(),\s\do15(D))解析:使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù),叫作調(diào)制。調(diào)制共有兩種方式:一種是調(diào)幅,即通過(guò)改變電磁波的振幅來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載;另一種是調(diào)頻,即通過(guò)改變頻率來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)加載,由各選項(xiàng)的圖形可知,該調(diào)制波為調(diào)幅波,即發(fā)射信號(hào)的振幅隨聲音信號(hào)振幅的變化而變化。故選B。3.(多選)如圖所示,為調(diào)幅振蕩電流圖像,此電流存在于電磁波發(fā)射和接收中的哪個(gè)階段(BC)A.經(jīng)調(diào)制前 B.經(jīng)調(diào)制后C.經(jīng)檢波前 D.經(jīng)檢波后解析:為了把信號(hào)傳遞出去,需要將信號(hào)“加”到高頻振蕩電流上,這就是調(diào)制。題圖是將信號(hào)加上后使高頻振蕩電流的振幅隨信號(hào)變化,這叫調(diào)幅。在接收電路中,經(jīng)過(guò)調(diào)諧,回路中將出現(xiàn)調(diào)幅振蕩電流,經(jīng)檢波后,調(diào)幅振蕩電流將被還原。故選BC。電視廣播的發(fā)射和接收4.在日常生活中,攝像機(jī)、電視機(jī)是常見(jiàn)的電子產(chǎn)品,對(duì)它們的認(rèn)識(shí),下列說(shuō)法不正確的是(D)A.?dāng)z像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置B.電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置C.?dāng)z像機(jī)傳送的圖像是一幀一幀的D.電視機(jī)接收的畫(huà)面是連續(xù)的解析:由題意可知,攝像機(jī)實(shí)際上是一種將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的裝置,攝像機(jī)傳送的圖像是一幀一幀的;電視機(jī)實(shí)際上是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)楣庑盘?hào)的裝置,電視機(jī)接收的畫(huà)面不是連續(xù)的,而是一幀一幀的,故A、B、C正確,D錯(cuò)誤。本題選擇錯(cuò)誤的,故選D。5.世界各地有許多無(wú)線電臺(tái)同時(shí)廣播,用收音機(jī)一次只能清晰收聽(tīng)到某一電臺(tái)的播音,而不是同時(shí)收聽(tīng)到許多電臺(tái)的播音,其原因是(D)A.因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)離收音機(jī)最近B.因?yàn)槭章?tīng)到的電臺(tái)頻率最高C.因?yàn)榻邮盏降碾娕_(tái)電磁波能量最強(qiáng)D.因?yàn)槭找魴C(jī)調(diào)諧電路中產(chǎn)生的振蕩電流與接收到的電臺(tái)電磁波產(chǎn)生了電諧振解析:接收電臺(tái)廣播時(shí)先通過(guò)發(fā)生電諧振接收電磁波,即收音機(jī)調(diào)諧電路中產(chǎn)生的振蕩電流與接收到的電臺(tái)電磁波產(chǎn)生了電諧振,然后將聲音信號(hào)從高頻電流中還原出來(lái),經(jīng)過(guò)調(diào)諧和檢波兩個(gè)過(guò)程,故D正確,A、B、C錯(cuò)誤。故選D。6.如圖所示為電視接收聲音和圖像過(guò)程示意圖,其工作過(guò)程順序正確的是(C)A.解調(diào)→放大→調(diào)諧→顯示B.調(diào)諧→放大→解調(diào)→顯示C.調(diào)諧→解調(diào)→放大→顯示D.放大→調(diào)諧→解調(diào)→顯示解析:電視機(jī)接收聲音和圖像,首先利用電諧振通過(guò)調(diào)諧把所需頻率電磁波選出來(lái),然后解調(diào),取下信號(hào),最后經(jīng)放大后再傳給顯像管顯像、傳給揚(yáng)聲器播放聲音,所以正確的順序是C。電磁波譜7.(多選)關(guān)于紅外線,下列說(shuō)法正確的是(BD)A.紅外烤箱中的紅光就是紅外線B.紅外線比可見(jiàn)光更容易發(fā)生衍射C.高溫物體輻射紅外線,低溫物體不輻射紅外線D.紅外線比可見(jiàn)光更容易引起固體物質(zhì)分子共振解析:紅外線是不可見(jiàn)光,紅外烤箱中的紅光不是紅外線,故A錯(cuò)誤;紅外線比可見(jiàn)光波長(zhǎng)長(zhǎng),所以更容易發(fā)生衍射,故B正確;一切物體都向外輻射紅外線,故C錯(cuò)誤;紅外線的頻率與固體物質(zhì)分子的固有頻率接近,容易引起分子共振,故D正確。故選BD。8.在電磁波譜中,紅外線、可見(jiàn)光和X射線三個(gè)波段的頻率大小關(guān)系是(B)A.紅外線的頻率最大,可見(jiàn)光的頻率最小B.X射線的頻率最大,紅外線的頻率最小C.可見(jiàn)光的頻率最大,紅外線的頻率最大D.X射線頻率最大,可見(jiàn)光的頻率最小解析:紅外線、可見(jiàn)光和X射線三個(gè)波段的波長(zhǎng)是從長(zhǎng)到短,所以其頻率是從低到高,則頻率最高的是X射線,頻率最小的是紅外線,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。故選B。9.(2023·江蘇南京寧海中學(xué)高二期末)關(guān)于電磁波下列說(shuō)法正確的是(C)A.麥克斯韋用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了“變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)”,并證實(shí)了電磁波的存在B.醫(yī)院里常用X射線照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒C.紅外線、X射線、γ射線中紅外線的波長(zhǎng)最長(zhǎng)D.電磁波的傳播需要介質(zhì),其在介質(zhì)中的傳播速度等于光速解析:麥克斯韋提出了電磁場(chǎng)理論,赫茲通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了電磁波的存在,故A錯(cuò)誤;醫(yī)院里常用紫外線照射病房和手術(shù)室進(jìn)行消毒,故B錯(cuò)誤;根據(jù)電磁波譜按波長(zhǎng)由長(zhǎng)到短的排列順序是無(wú)線電波、紅外線、可見(jiàn)光、紫外線、X射線(倫琴射線)、γ射線,可見(jiàn),題中紅外線的波長(zhǎng)最長(zhǎng),故C正確;電磁波的傳播不需要介質(zhì),電磁波在真空也能傳播,其在介質(zhì)中的傳播速度小于光速,故D錯(cuò)誤。故選C。10.5G是“第五代移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)”的簡(jiǎn)稱,目前世界各國(guó)正大力發(fā)展5G網(wǎng)絡(luò)。5G網(wǎng)絡(luò)使用的無(wú)線電波通信頻率在3.0GHz以上的超高頻段和極高頻段(如圖),比目前4G及以下網(wǎng)絡(luò)(通信頻率在0.3~3.0GHz間的特高頻段)擁有更大的帶寬和更快的傳輸速率。未來(lái)5G網(wǎng)絡(luò)的傳輸速率(指單位時(shí)間傳送的數(shù)據(jù)量大小)可達(dá)10Gbps(bps為bitspersecond的英文縮寫(xiě),即比特率、比特/秒),是4G網(wǎng)絡(luò)的50~100倍。關(guān)于5G網(wǎng)絡(luò)使用的無(wú)線電波,下列說(shuō)法正確的是(D)A.在真空中的傳播速度更快B.在真空中的波長(zhǎng)更長(zhǎng)C.衍射的本領(lǐng)更強(qiáng)D.頻率更高,相同時(shí)間傳遞的信息量更大解析:任何電磁波在真空中的傳播速度均為光速,故傳播速度相同,故A錯(cuò)誤;因5G信號(hào)的頻率更高,則波長(zhǎng)更短,故B錯(cuò)誤;因5G信號(hào)的頻率更高,則波長(zhǎng)小,故4G信號(hào)更容易發(fā)生明顯的衍射現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;頻率越高,光子的能量越大,故相同時(shí)間傳遞的信息量更大,故D正確。故選D。11.紅外遙感衛(wèi)星通過(guò)接收地面物體發(fā)出的紅外輻射來(lái)探測(cè)地面物體的狀況。地球大氣中的水汽(H2O)、二氧化碳(CO2)能強(qiáng)烈吸收某些波長(zhǎng)范圍的紅外輻射,即地面物體發(fā)出的某些波長(zhǎng)的電磁波,只有一部分能夠通過(guò)大氣層被遙感衛(wèi)星接收。下圖為水和二氧化碳對(duì)某一波段不同波長(zhǎng)電磁波的吸收情況,由圖可知,在該波段紅外遙感衛(wèi)星大致能夠接收到的波長(zhǎng)范圍為(D)A.2.5~3.5μm B.4~4.5μmC.5~7μm D.8~13μm解析:由題圖可知,水對(duì)電磁波吸收的波長(zhǎng)范圍為0~8μm,二氧化碳對(duì)電磁波吸收的波長(zhǎng)范圍為3~5μm和大于13μm的,所以能夠通過(guò)大氣層被遙感衛(wèi)星接收的波長(zhǎng)范圍為8~13μm。故選D。eq\a\vs4\al(86)一、選擇題(每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)1.下列關(guān)于電磁波的說(shuō)法中正確的是(A)A.頻率越高,振蕩電路向外發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大B.均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng)向外傳播就形成了電磁波C.在無(wú)線電波的傳播中,微波適宜采用地波傳播D.紅外線具有顯著的熱效應(yīng),其波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)短解析:發(fā)射電磁波的本領(lǐng)就是單位時(shí)間內(nèi)輻射出去的能量,所以頻率越高,振蕩電路向外發(fā)射電磁波的本領(lǐng)越大,故A正確;均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),而不是產(chǎn)生均勻變化的電場(chǎng),故B錯(cuò)誤;微波由于波長(zhǎng)過(guò)短,繞過(guò)障礙物的本領(lǐng)就很差了,不能以地波的形式傳播,微波的傳播方式是沿直線傳播,故C錯(cuò)誤;紅外線的波長(zhǎng)比紫外線的波長(zhǎng)長(zhǎng),故D錯(cuò)誤。故選A。2.電視機(jī)的室外天線能把電信號(hào)接收下來(lái),是因?yàn)?A)A.天線處于變化的電磁場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源,通過(guò)饋線輸送給LC電路B.天線只處于變化的電場(chǎng)中,天線中產(chǎn)生感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源,通過(guò)饋線輸送給LC電路C.天線只是有選擇地接收某電視臺(tái)信號(hào),而其他電視臺(tái)信號(hào)則不接收D.天線將電磁波傳輸?shù)诫娨暀C(jī)內(nèi)解析:室外天線處于變化的電磁場(chǎng)中,天線產(chǎn)生了感應(yīng)電流,相當(dāng)于電源通過(guò)饋線輸送給LC電路,故A正確,B、C、D均錯(cuò)誤。3.(2023·湖北武漢高二期中)調(diào)諧電路的可變電容器的動(dòng)片從完全旋出到完全旋入仍接收不到較低頻率電臺(tái)發(fā)出的信號(hào),要收到該電臺(tái)的信號(hào),可采用下列何種辦法(A)A.增加調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù)B.加大電源電壓C.將調(diào)諧電路線圈中的鐵芯抽走D.減小電源電壓解析:當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于接收電磁波的頻率時(shí),發(fā)生電諧振才能較好地收到電臺(tái)信號(hào),本題中接收不到較低頻率電臺(tái)發(fā)出的信號(hào)的原因是調(diào)諧電路的固有頻率較高,所以要接收到信號(hào),可減小調(diào)諧電路的固有頻率f,由f=eq\f(1,2π\(zhòng)r(LC))可知,在電容C無(wú)法再調(diào)節(jié)的情況下,若增加調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù),則增大L,減小f;若將調(diào)諧電路線圈中的鐵芯抽走,則減小L,增大f;顯然f與電源電壓無(wú)關(guān)。故選A。4.(2023·湖南郴州高二統(tǒng)考期末)近年來(lái),人們大量使用第五代移動(dòng)通信技術(shù)(簡(jiǎn)稱5G)智能手機(jī),它既能實(shí)現(xiàn)好的通話信號(hào),還能隨時(shí)且快速無(wú)線上網(wǎng),下列說(shuō)法正確的是(B)A.電磁波在空氣中的傳播速度是340m/sB.手機(jī)無(wú)線上網(wǎng)是利用電磁波傳輸信息的C.手機(jī)無(wú)線上網(wǎng)是利用聲波傳輸信息的D.電磁波不能在真空中傳播解析:電磁波在空氣中的傳播速度接近光速c,即接近3×108m/s,故A錯(cuò)誤;手機(jī)無(wú)線上網(wǎng)是利用電磁波傳輸信息的,不是聲波,故B正確,C錯(cuò)誤;電磁波的傳播不需要介質(zhì),可以在真空中傳播,故D錯(cuò)誤。故選B。5.(2023·山東棗莊高二統(tǒng)考期末)太赫茲波是一種電磁波﹐波長(zhǎng)在3~0.03mm,不少專家確信太赫茲波將顛覆未來(lái)絕大多數(shù)行業(yè),甚至還有人認(rèn)為太赫茲波將是6G或者7G通信的基礎(chǔ),因?yàn)樘掌澆ū壤走_(dá)波(波長(zhǎng)在1m~1mm)波長(zhǎng)更短,穿透力更強(qiáng)。下列說(shuō)法正確的是(D)A.太赫茲波是縱波B.使接收太赫茲波的電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫解調(diào),是調(diào)制的逆過(guò)程C.雷達(dá)是利用雷達(dá)波波長(zhǎng)短、衍射不明顯的特點(diǎn)來(lái)測(cè)定物體位置的。太赫茲波不能用于測(cè)定物體的位置D.與雷達(dá)波相比,要產(chǎn)生太赫茲波,需要頻率更大的電磁振蕩電路解析:太赫茲波是電磁波,是橫波,A錯(cuò)誤;使接收電路產(chǎn)生電諧振的過(guò)程叫調(diào)諧,俗稱選臺(tái);解調(diào)是調(diào)制的逆過(guò)程,B錯(cuò)誤;雷達(dá)是利用微波來(lái)測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備,是利用微波波長(zhǎng)短、衍射不明顯的特點(diǎn),太赫茲波也具有波長(zhǎng)較短、衍射不明顯的特點(diǎn),則也能用于測(cè)定物體的位置,C錯(cuò)誤;與雷達(dá)波相比,要產(chǎn)生太赫茲波,因?yàn)樘掌澆ū壤走_(dá)波(波長(zhǎng)在1m~1mm)波長(zhǎng)更短,需要頻率更大的電磁振蕩電路,D正確。故選D。6.我們的生活已經(jīng)離不開(kāi)電磁波,如:GPS定位系統(tǒng)使用頻率為10.23MHz(1MHz=106Hz)的電磁波,手機(jī)工作時(shí)使用頻率為800~1900MHz的電磁波,家用5GWi-Fi使用頻率約為5725MHz的電磁波,地鐵行李安檢時(shí)使用頻率為1018Hz的電磁波。關(guān)于這四種電磁波的說(shuō)法正確的是(C)A.家用5GWi-Fi使用的電磁波的衍射現(xiàn)象最明顯B.GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波的能量最強(qiáng)C.地鐵行李安檢時(shí)使用的電磁波具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)D.手機(jī)工作時(shí)使用的電磁波是縱波,不能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象解析:家用5GWi-Fi使用的電磁波的頻率較高,所以其波長(zhǎng)較短,故其衍射現(xiàn)象不明顯,故A錯(cuò)誤;GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波比家用5GWi-Fi使用的電磁波的頻率要低,根據(jù)電磁波的頻率越高,能量越大,可知GPS定位系統(tǒng)使用的電磁波的能量不是最強(qiáng)的,故B錯(cuò)誤;地鐵行李安檢時(shí)使用頻率為1018Hz的電磁波,頻率非常高,這種電磁波具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng),故C正確;電磁波均為橫波,能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,故D錯(cuò)誤。7.(2023·遼寧錦州高二統(tǒng)考期末)關(guān)于電磁波,下列說(shuō)法正確的是(D)A.電磁波和機(jī)械波的傳播都需要依靠介質(zhì)B.各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度不同C.遙控器發(fā)出的紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率大D.手機(jī)是人們生活中普遍使用的通信工具,它是利用電磁波進(jìn)行通信的解析:機(jī)械波的傳播需要依靠介質(zhì),電磁波的傳播不需要介質(zhì),A錯(cuò)誤;各種頻率的電磁波在真空中傳播的速度相同,B錯(cuò)誤;遙控器發(fā)出的紅外線的頻率比醫(yī)院CT中的X射線的頻率小,C錯(cuò)誤;手機(jī)是人們生活中普遍使用的通信工具,它是利用電磁波進(jìn)行通信的,D正確。故選D。二、選擇題(每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求)8.在電磁波發(fā)射技術(shù)中,使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫調(diào)制,調(diào)制分調(diào)幅和調(diào)頻兩種。如圖①所示有A、B兩幅圖,在收音機(jī)電路中天線接收下來(lái)的電信號(hào)既有高頻成分又有低頻成分,經(jīng)放大后送到下一級(jí),需要把高頻成分和低頻成分分開(kāi),只讓低頻成分輸入下一級(jí),如果采用如圖②所示的電路,圖中虛線框a和b內(nèi)只用一個(gè)電容器或電感器。以下關(guān)于電磁波的發(fā)射和接收的說(shuō)法中,正確的是(AC)A.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中,圖①中A是調(diào)幅波B.在電磁波的發(fā)射技術(shù)中,圖①中B是調(diào)幅波C.圖②中a是電容器,用來(lái)通高頻阻低頻,b是電感器,用來(lái)阻高頻通
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