2021届高考物理:电磁感应中的电路和图象问题含答案

电磁感应中的电路问题[讲典例

示法]

1.电磁感应中电路知识的关系图

2.解决电磁感应中的电路问题三部曲

CD [根据楞次定律和安培定则,线框中感应电流的方向是逆时针方向,

选项A 错误;0.4 s 时穿过线框的磁通量Φ=Φ1-Φ2=12πr 2·B 1-16

πr 2·B 2=0.055 Wb ,选项B 错误;由图乙知ΔB1Δt =5 T-1 T 0.4 s

=10 T/s ,根据法拉第电磁感应定律,感应电动势E =n ΔΦΔt =n ·12πr 2·ΔB1Δt =1.5 V ,感应电流I =E R

=0.5 A,0.4 s 内线框中产生的热量Q =I 2Rt =0.3 J ,选项C 正确;前0.4 s 内流过线框某截面的电荷量q =It =0.2 C ,选项D 正确。]

“四明确、一理解”巧解图象问题

高考物理一轮复习专项训练—电磁感应中的电路及图像问题

高考物理一轮复习专项训练—电磁感应中的电路及图像问题 1.如图所示是两个相互连接的金属圆环,小金属环的电阻是大金属环电阻的二分之一,匀强磁场垂直穿过大金属环所在区域,当磁感应强度随时间均匀变化时,在大环内产生的感应电动势为E ,则a 、b 两点间的电势差为( ) A.12E B.13E C.2 3 E D .E 2.如图甲所示,在线圈l 1中通入电流i 1后,在l 2上产生的感应电流随时间变化的规律如图乙所示,l 1、l 2中电流的正方向如图甲中的箭头所示.则通入线圈l 1中的电流i 1随时间t 变化的图像是图中的( ) 3.(多选)(2023·广东省华南师大附中模拟)如图所示,在磁感应强度大小为B 、方向竖直向下的匀强磁场中,有两根光滑的平行导轨,间距为L ,导轨两端分别接有电阻R 1和R 2,导体棒以某一初速度从ab 位置向右运动距离x 到达cd 位置时,速度为v ,产生的电动势为E ,此过

程中通过电阻R 1、R 2的电荷量分别为q 1、q 2.导体棒有电阻,导轨电阻不计.下列关系式中正确的是( ) A .E =BL v B .E =2BL v C .q 1=BLx R 1 D.q 1q 2=R 2R 1 4.(多选)如图甲所示,单匝正方形线框abcd 的电阻R =0.5 Ω,边长L =20 cm ,匀强磁场垂直于线框平面向里,磁感应强度的大小随时间变化规律如图乙所示,则下列说法中正确的是( ) A .线框中的感应电流沿逆时针方向,大小为2.4×10 -2 A B .0~2 s 内通过ab 边横截面的电荷量为4.8×10- 2 C C . 3 s 时ab 边所受安培力的大小为1.44×10- 2 N D .0~4 s 内线框中产生的焦耳热为1.152×10- 3 J 5.在水平光滑绝缘桌面上有一边长为L 的正方形线框abcd ,被限制在沿ab 方向的水平直轨道上自由滑动.bc 边右侧有一正直角三角形匀强磁场区域efg ,直角边ge 和ef 的长也等于L ,磁场方向竖直向下,其俯视图如图所示,线框在水平拉力作用下向右以速度v 匀速穿过磁场区,若图示位置为t =0时刻,设逆时针方向为电流的正方向.则感应电流i -t 图像正确的是(时间单位为L v )( )

电磁感应中图象问题含答案

电磁感应中的图像问题 一、基础知识 1.图像类型 (1)时变图像,如B-T图像、φ-T图像、E-T图像和I-T图像。 (2)随位移*变化的图像,如E-*图像和I-*图像。 2.问题的类型 (1)通过给定的电磁感应过程判断或画出正确的图像。 (2)从给定的相关图像中分析电磁感应过程,求解相应的物理量。 (3)用给定的图像判断或画出新的图像。 明白;理解 1.问题类型的特征 通常,图像问题可以分为三类: (1)通过给定的电磁感应过程选择或绘制正确的图像; (2)从给定的相关图像中分析电磁感应过程,求解相应的物理量; (3)根据图像定量计算。 2.解决问题的关键 找出初始条件,正负方向的对应关系,变化范围,所研究物理量的函数表达式,磁场进出的转折点,是解决问题的关键。 3.解决图像问题的一般步骤。 (1)识别图像的类型,即B-T图像或φ-T图像,或E-T图像,I-T图像等。 (2)分析电磁感应的具体过程; (3)用右手定则或楞次定律确定方向对应; (4)结合法拉第电磁感应定律、欧姆定律、牛顿运动定律等。写出函数关系; (5)根据函数关系,进行数学分析,如分析斜率和截距的变化。 (6)画出或判断一个形象。 4、对形象的理解,应注意以下几个方面 (1)明确图像所描述的物理意义; (2)各种“+”、“-”的含义一定要说清楚; (3)斜率的含义必须明确; (4)必须建立图像与电磁感应过程的对应关系; (5)注意三种相似关系及其各自的物理意义: v ~δv ~,B ~δB ~,φ~δφ~ 、、、分别反映V、B、φ的变化速度。 5.电磁感应中图像选择题的两种常见解法

(1)排除法:定性分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大或减小)、变化速度(均匀 变化或非均匀变化),特别是物理量的正负,排除错误选项。 (2)函数法:根据题目给出的条件,定量写出两个物理量之间的函数关系,然后通过函 数关系对图像进行分析判断。这不一定是最简单的方法,但却是最有效的方法。 第二,练习 1.如图,两个相邻的有界均匀磁场区域方向相反且垂直于纸面,磁 感应强度为b .以磁场区域的左边界为Y轴建立坐标系,磁场 区域在Y轴方向足够长,并且*轴方向的宽度为a .矩形引线 框架ABCD的CD边与Y轴重合,ad边的长度为a .线框从图中 所示的位置以匀速水平向右通过两个磁场区域,线框的平面始 终垂直于磁场。线框中感应电流I与线框移动距离*的关系是正确的(以逆时针方向为电流的正方向) () 答案c 根据楞次定律,进入磁场时,电流是逆时针方向的;当线框处于磁场中时,电流为顺时针方向;退出磁场时,为逆时针方向;进出磁场时,相当于一边切割磁感应线;在磁场中时,AB边和CD边都切割了磁感应线,相当于两个等效电源串联,所以电流是进出磁场时的两倍,所以C是正确的。 2.如图,有两个理想边界的均匀磁场。磁感应强度为 B = 0.5t,两边 界距离为S = 0.1m,一边长L = 0.2m的正方形线框abcd被粗细均匀 的电阻丝包围,总电阻为R = 0.4Ω。现在线框以V = 2m/s的恒定速 度从位置I移动到位置II,所以下面可以正确反映整个过程中的线框 A和线框B。

2021年高考物理重难点复习:电磁感应的电路、图像及动力学问题

2021年高考物理重难点复习:电磁感应的电路、图像及动力 学问题 热点题型一电磁感应中的电路问题 1.电磁感应中电路知识的关系图 2.解决电磁感应中的电路问题三部曲 (一)感生电动势的电路分析 【例1】在如图甲所示的电路中,螺线管匝数n=1000匝,横截面积S=20 cm2,螺线管导线电阻r=1.0 Ω,R1=4.0 Ω,R2=5.0 Ω,C=30 μF。在一段时间内,垂直穿过螺线管的磁场的磁感应强度B的方向如图甲所示,大小按如图乙所示的规律变化,则下列说法中正确的是() A.螺线管中产生的感应电动势为1.2 V B.闭合S,电路中的电流稳定后,电容器下极板带负电 C.闭合S,电路中的电流稳定后,电阻R1的电功率为2.56×10-2 W D.S断开后,流经R2的电量为1.8×10-2 C

【答案】 C 【解析】 根据法拉第电磁感应定律:E =n ΔΦΔt =nS ΔB Δt ,解得:E =0.8 V ,A 错误;根据楞次定律可知,螺线管的感应电流盘旋而下,则螺线管下端是电源的正极,电容器下极板带正 电,B 错误;根据闭合电路欧姆定律,有:I =E R 1+R 2+r =0.08 A ,根据P =I 2R 1得:电阻R 1的电功率P =2.56×10- 2 W ,C 正确;S 断开后,流经R 2的电量即为S 闭合时电容器极板上所带的电量Q ,电容器两极板间的电压为:U =IR 2=0.4 V ,流经R 2的电量为:Q =CU = 1.2×10-5 C ,D 错误。 【变式1】如图所示,a 、b 两个闭合正方形线圈用同样的导线制成,匝数均为10匝,边长l a =3l b ,图示区域内有垂直纸面向里的匀强磁场,且磁感应强度随时间均匀增大,不考虑线圈之间的相互影响,则( ) A .两线圈内产生顺时针方向的感应电流 B .a 、b 线圈中感应电动势之比为9∶1 C .a 、b 线圈中感应电流之比为3∶4 D .a 、b 线圈中电功率之比为3∶1 【答案】B. 【解析】由于磁感应强度随时间均匀增大,则根据楞次定律知两线圈内产生的感应电流方向 皆沿逆时针方向,则A 项错误;根据法拉第电磁感应定律E =N ΔΦΔt =NS ΔB Δt ,而磁感应强度均匀变化,即ΔB Δt 恒定,则a 、b 线圈中的感应电动势之比为E a E b =S a S b =l 2a l 2b =9,故B 项正确;根据电阻定律R =ρL S ′,且L =4Nl ,则R a R b =l a l b =3,由闭合电路欧姆定律I =E R ,得a 、b 线圈中的感应电流之比为I a I b =E a E b ·R b R a =3,故C 项错误;由功率公式P =I 2R 知,a 、b 线圈中的电功率之比为P a P b =I 2a I 2b ·R a R b =27,故D 项错误. 【变式2】如图甲所示,一个圆形线圈的匝数n =100,线圈的面积S =200 cm 2,线圈的电阻r =1 Ω,线圈外接一个阻值R =4 Ω的电阻,把线圈放入一方向垂直线圈平面向里的匀强磁场中,磁感应强度随时间变化规律如图乙所示.下列说法中正确的是( )

2021年高考物理真题和模拟题分类汇编专题13电磁感应含解析

专题13 电磁感应 选择题 1.(2021·河北卷)如图,两光滑导轨水平放置在竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度大小为B ,导轨间距最窄处为一狭缝,取狭缝所在处O 点为坐标原点,狭缝右侧两导轨与x 轴夹角均为θ,一电容为C 的电容器与导轨左端相连,导轨上的金属棒与x 轴垂直,在外力F 作用下从O 点开始以速度v 向右匀速运动,忽略所有电阻,以下说法正确的选项是() A.通过金属棒的电流为22tan BCv θ B.金属棒到达0x 时,电容器极板上的电荷量为0tan BCvx θ C.金属棒运动过程中,电容器的上极板带负电 D.金属棒运动过程中,外力F 做功的功率恒定 答案A 解析: 由题知导体棒匀速切割磁感线,根据几何关系切割长度为L = 2x tan θ,x = vt 那么产生的感应电动势为E = 2Bv 2t tan θ 由题图可知电容器直接与电源相连,那么电容器的电荷量为Q = CE = 2BCv 2t tan θ 那么流过导体棒的电流I = Q t ∆∆ = 2BCv 2tan θ A 正确;应选A 。 2.(2021·广东卷)如下图,水平放置足够长光滑金属导轨abc 和de ,ab 与de 平行,bc 是以O 为圆心的圆弧导轨,圆弧be 左侧和扇形Obc 内有方向如图的匀强磁场,金属杆OP 的O 端与e 点用导线相接,P 端与圆弧bc 接触良好,初始时,可滑动的金属杆MN 静止在平行导轨上,假设杆OP 绕O 点在匀强磁场区内从b 到c 匀速转动时,回路中始终有电流,那么此过程中,以下说法正确的有() A.杆OP 产生的感应电动势恒定 B.杆OP 受到的安培力不变 C.杆MN 做匀加速直线运动 D.杆MN 中的电流逐渐减小

高考物理一轮复习专题4电磁感应中的电路和图象问题练含解析

专题42 电磁感应中的电路和图象问题〔练〕 1.如下图,固定于水平面上的金属架abcd处在竖直向下的匀强磁场中,金属棒MN沿框架以速度v向右做匀速运动。t=0时,磁感应强度为B= 0 ,此时MN到达的位置恰好使MbcN构成一个边长为l的正方形。为使MN棒中不产生感应电流,从t=0开场,磁感应强度B随时间t变化的示意图为:〔〕 【答案】C 【解析】 【名师点睛】线框里面产生两个电动势,即由于磁场的变化而产生的电动势和由于导体棒运动而产生的电动势,当两个电动势等大反向时即无感应电流产生,即线框的磁通量始终维持不变,始终等于0 t 时的磁通量。把磁通量不变的关系转化为数学关系,根据数学函数关系判断图像。 2.如下图,两个宽度均为l的匀强磁场垂直于光滑水平桌面,方向相反,磁感应强度大小相等.高为l、上底和下底长度分别为l和2l的等腰梯形金属框水平放置,现使其匀速穿过磁场区域,速度垂直底边,从图示位置开场计时,以逆时针方向为电流的正方向,以下四幅图中能够反映线框中电流I随移动距离x关系的是:〔〕 【答案】C 【名师点睛】过程比拟复杂,可选用排除法解决,运用楞次定律分析感应电流的方向,即可排除一些.由公式E=BLv,L是有效切割长度,分析感应电动势

的变化,从而判断感应电流大小的变化 3.〔多项选择〕如下图,边长为L、总电阻为R的正方形线框abcd放置在光滑水平桌面上,bc边紧靠磁感强度为B、宽度为2L、方向竖直向下的有界匀强磁场的边缘.现使线框以初速度v 匀加速通过磁场,以下图线中能定性反映线框从进入到完全离开磁场的过程中感应电流变化情况的是: 〔〕 【答案】AD 【解析】根据楞次定律得到,线框进磁场和出磁场过程感应电流方向相反.设线框的加速度为a. 线框中产生的感应电动势e=BLv,感应电流 () BL v at e BLv i R R R + ===,B、L、 v、R一定,i及t是线性关系.由于线框做匀加速运动,进入磁场的时间比离开磁场时间长.故A正确,B错误.由v2-v 2=2ax 那么得到,可见i及x是非线性关系.且进入磁场的位移及离开磁场的位移相等.故C错误,D正确.应选AD. 【名师点睛】此题是法拉第电磁感应定律及楞次定律的应用习题;要知道要研究图象往往由解析式选择,也就是要根据物理规律找打两个物理量的函数关系.此题采用排除法,分成线性和非线性两类图象,比照同类图象的不同之处进展选择。 4.如下图,一导体圆环位于纸面内,O为圆心。环内两个圆心角为90º的扇形区域内分别有匀强磁场,两磁场磁感应强度的大小相等,方向相反且均及纸面垂直。导体杆OM可绕O转动,M端通过滑动触点及圆环良好接触。在圆心和圆环间连有电阻R。杆OM以匀角速度ω逆时针转动,t=0时恰好在图示位置。规定从a到b流经电阻R的电流方向为正,圆环和导体杆的电阻忽略不计,那么杆从t=0开场转动一周的过程中,电流随ωt变化的图象是:〔〕

高中物理高考 2021届小题必练24 电磁感应中的图象与电路问题 学生版

(1)电磁感应的图像;(2)电磁感应与电路问题。 例1.(2019·全国卷I·20)空间存在一方向与纸面垂直、大小随时间变化的匀强磁场,其边界如图(a)中虚线MN 所示。一硬质细导线的电阻率为ρ、横截面积为S ,将该导线做成半径为r 的圆环固定在纸面内,圆心O 在MN 上。t =0时磁感应强度的方向如图(a)所示;磁感应强度B 随时间t 的变化关系如图(b)所示。则在t =0到t =t 1的时间间隔内( ) A .圆环所受安培力的方向始终不变 B .圆环中的感应电流始终沿顺时针方向 C .圆环中的感应电流大小为B 0rS 4t 0ρ D .圆环中的感应电动势大小为B 0πr 2 4t 0 【答案】BC 【解析】第一过程从①移动②的过程中,左边导体棒切割产生的电流方向是顺时针,右边切割磁感线产生的 根据楞次定律可知在0~t 0时间内,磁感应强度减小,感应电流的方向为顺时针,圆环所受安培力水平向左,在t 0~t 1时间内,磁感应强度反向增大,感应电流的方向为顺时针,圆环所受安培力水平向右,所以选项A 错误,B 正确;根据法拉第电磁感应定律得E = ΔΦΔt =12πr 2·B 0 t 0 =B 0πr 22t 0,根据电阻定律可得R =ρ2πr S ,根据欧姆定律可得I =E R =B 0rS 4t 0ρ,所以选项C 正确,D 错误。 小题必练24:电磁感应中的图象与电路问题

例2.(2020·山东卷·12)如图所示,平面直角坐标系的第一和第二像限分别存在磁感应强度大小相等、方向相反且垂直于坐标平面的匀强磁场,图中虚线方格为等大正方形。一位于Oxy 平面内的刚性导体框abcde 在外力作用下以恒定速度沿y 轴正方向运动(不发生转动)。从图示位置开始计时,4 s 末bc 边刚好进入磁场。在此过程中,导体框内感应电流的大小为I , ab 边所受安培力的大小为F ab ,二者与时间t 的关系图像,可能正确的是( ) 【答案】BC 【解析】因为4 s 末bc 边刚好进入磁场,可知线框的速度每秒运动一个方格,故在0~1 s 内只有ae 边切割磁场,设方格边长为L ,根据E 1=2BLv ,1 1E I R =,可知电流恒定;2 s 末时线框在第二像限长度最长,此时有E 2=3BLv ,2 2E I R = ,可知I 2=32I 1,2~4 s 线框有一部 分进入第一像限,电流减小,在4s 末同理可得I 3=1 2I 1,综上分析可知A 错误,B 正确;根 据F ab =BIL ab ,可知在0~1 s 内ab 边所受的安培力线性增加;1 s 末安培力为F ab =BI 1L ,在2 s 末可得安培力为F ab ′=B ×3 2I 1×2L ,所以有F ab ′=3F ab ;由图像可知C 正确,D 错误。 【点睛】解答电磁感应中图像类选择题的两个常用方法 (1)排除法:定性地分析电磁感应过程中物理量的变化趋势(增大还是减小)、变化快慢(均匀变化还是非均匀变化),特别是分析物理量的正负,以排除错误的选项。 (2)函数法:根据题目所给条件定量地写出两个物理量之间的函数关系,然后由函数关系对图像进行分析和判断。 1.面积S =4×10- 2m 2,匝数n =100匝的线圈,放在匀强磁场中且磁场方向垂直于线圈平面,磁感应强度B 随时间t 变化的规律如图所示,下列判断正确的是( )

【师说】2021高考物理一轮复习电磁感应规律的综合应用电路和图象课后练习(2021新题,含解析)

【师说】2021高考物理一轮复习电磁感应规律的综合应用电路和图象课后练习(2021新题,含解析) 一、选择题 1.矩形导线框abcd(如图(甲))放在匀强磁场中,磁感线方向与线框平面垂直,磁感应强度B 随时刻变化的图象如图(乙)所示.t =0时刻,磁感应强度的方向垂直纸面向里.若规定导线框中感应电流逆时针方向为正,则在0~4 s 时刻内,线框中的感应电流I 以及线框的ab 边所受安培力F 随时刻变化的图象为(安培力取向上为正方向)( ) 解析 由法拉第电磁感应定律知,导线框中产生的感应电流I =E R =ΔΦRΔt =ΔBS RΔt ,在0~1 s 内, 由题图(乙)知ΔB Δt 不变,故I 的大小也不变,由楞次定律知,感应电流方向由a→b ,同理分析, 在1 s ~2 s 内,I 的大小仍不变,方向仍由a→b ,故A 、B 错;由左手定则知,0~1 s 内线框ab 边所受安培力F 向上,且由F =BIlab 知,I 、lab 不变,B 平均减小,因此F 也平均减小,D 错,C 项正确. 答案 C 2.如图所示,两根相距为l 的平行直导轨ab 、cd ,b 、d 间连有一固定电阻R ,导轨电阻可忽略不计.MN 为放在ab 和cd 上的一导体杆,与ab 垂直,其电阻也为R.整个装置处于匀强磁场中,磁感应强度的大小为B ,磁场方向垂直于导轨所在平面(指向图中纸面内).现对MN 施力使它沿导轨方向以速度v 做匀速运动.令U 表示MN 两端电压的大小,则( ) A .U =12vBl B .U =1 3vBl C .U =vBl D .U =2vBl

解析 电路中电动势为E =Blv ,则MN 两端电压大小U =E R +R ·R =1 2 Blv. 答案 A 3. 一正方形金属线框位于有界匀强磁场区域内,线框平面与磁场垂直,线框的右边紧贴着磁场边界,如图甲所示.t =0时刻对线框施加一水平向右的外力下,让线框从静止开始做匀加速直线运动穿过磁场,外力F 随时刻t 变化的图象如图乙所示.已知线框质量m =1 kg 、电阻R = 1Ω,以下说法正确的是( ) A .线框做匀加速直线运动的加速度为1 m/s2 B .匀强磁场的磁感应强度为2 2 T C .线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量为22 C D .线框边长为1 m 解析 开始时,a =F m =1 1 m/s2=1 m/s2,由图可知t = s 时安培力消逝,线框刚好离开磁场 区域,则线框边长l =1 2at2= m ;由t = s 时,线框速度v =at =1 m/s ,F =3 N ,依照牛顿第 二定律有F - B2l2v R =ma ,得B =2 2 T ;线框穿过磁场的过程中,通过线框的电荷量q =I t =12Blv R t =22 C ,故 D 错,A 、B 、C 正确. 答案 ABC 如图所示正方形闭合导线框处于磁感应强度恒定的匀强磁场中,C 、E 、D 、F 为线框中的四个顶点,图(甲)中的线框绕E 点转动,图(乙)中的线框向右平动,磁场足够大.下列判定正确的是( ) A .图(甲)线框中有感应电流产生,C 点电势比D 点低 B .图(甲)线框中无感应电流产生, C 、 D 两点电势相等 C .图(乙)线框中有感应电流产生,C 点电势比D 点低 D .图(乙)线框中无感应电流产生,C 、D 两点电势相等 解析 不论线框绕E 点转动,依旧向右平动,穿过闭合线框的磁通量均不发生变化,故线框中均无感应电流产生;当线框绕E 点转动时,相当于EC 、ED 绕E 点转动切割磁感线,由E =1 2 Bl2ω可知,C 、D 两点电势相等;当线框向右平动时,由E =Blv 可知,CE 和FD

高考一轮复习 专题10 电磁感应中的图象和电路问题

专题十电磁感应中的图象和电路问题 考点一电磁感应中的电路问题 师生共研 1.电磁感应中物理量的关系图 2.五个等效 例1 [2020·浙江7月,12]如图所示,固定在水平面上的半径为r的金属圆环内存在方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场.长为l的金属棒,一端与圆环接触良好,另一端固定在竖直导电转轴OO′上,随轴以角速度ω匀速转动,在圆环的A点和电刷间接有阻值为R的电阻和电容为C、板间距为d的平行板电容器,有一带电微粒在电容器极板间处于静止状态.已知重力加速度为g,不计其它电阻和摩擦,下列说法正确的是( ) A.棒产生的电动势为Bl2ω

B.微粒的电荷量与质量之比为 C.电阻消耗的电功率为 D.电容器所带的电荷量为CBr2ω 练1 (多选)在水平放置的两条平行光滑直金属导轨上放有一与其垂直的金属棒ab,匀强磁场与导轨平面垂直,磁场方向如图所示,导轨接有R1=5 Ω和R2=6 Ω的两定值电阻及电阻箱R,其余电阻不计.电路中的电压表量程为0~10 V,电流表的量程为0~3 A.现将R调至30 Ω,用F=40 N的水平向右的力使ab垂直导轨向右平移.当棒ab达到稳定状态时,两电表中有一表正好达到满偏,而另一表未达到满偏.下列说法正确的是( ) A.当棒ab达到稳定状态时,电流表满偏 B.当棒ab达到稳定状态时,电压表满偏 C.当棒ab达到稳定状态时,棒ab的速度大小是1 m/s D.当棒ab达到稳定状态时,棒ab的速度大小是2 m/s 练2 [2020·湖北部分重点高中开学考试](多选)如图甲所示,圆环a和b均由相同的均匀导线制成,a环半径是b环的两倍,两环用不计电阻且彼此靠得较近的导线连接.若仅将a环置于如图乙所示变化的磁场中,则导线上M、N两点间的电势差U MN=0.4 V.下列说法正确的是( ) A.图乙中,变化磁场的方向垂直纸面向里 B.图乙中,变化磁场的方向垂直纸面向外 C.若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中,则M、N两点间的电势差U MN=-0.4 V D.若仅将b环置于图乙所示变化的磁场中,则M、N两点间的电势差U MN=-0.2 V 练3 如图甲所示,水平放置的两根平行金属导轨间距L=0.3 m,导轨左端连接阻值R=0.6 Ω的电阻,区域abcd内存在垂直于导轨平面、磁感应强度B=0.6 T的匀强磁场,磁场区域宽D=0.2 m.细金属棒A1和A2用长为2D=0.4 m的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,均与导轨垂直且接触良好,每根金属棒在导轨间的电阻均为r=0.3 Ω.导轨电阻不计.使金属棒以恒定速度v=1.0 m/s沿导轨向右穿过磁场.计算从金属棒A1进入磁场(t=0)到A2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R的电流,并在图乙中

2021年高中物理选修二第二章《电磁感应》(答案解析)

一、选择题 1.如图甲是磁电式表头的结构示意图,其中线圈是绕在一个与指针、转轴固连的铝框骨架(图中未指出)上,关于图示软铁、螺旋弹簧、铝框和通电效果,下列表述中正确的是() A.线圈带动指针转动时,通电电流越大,安培力越大,螺旋弹簧形变也越大 B.与蹄形磁铁相连的软铁叫做极靴,其作用是使得磁极之间产生稳定的匀强磁场 C.铝框的作用是为了利用涡流,起电磁驱动作用,让指针快速指向稳定的平衡位置D.乙图中电流方向a垂直纸面向外,b垂直纸面向内,线框将逆时针转动。 2.如图所示,L是自感系数很大的线圈,但其自身的电阻几乎为零。A和B是两个完全相同的小灯泡。下列说法正确的是() A.闭合开关S后,A灯亮,B灯不亮 B.闭合开关S后,A灯亮,B灯慢慢变亮 C.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A、B灯都闪亮一下 D.开关S闭合电路稳定后,在突然断开的瞬间,A灯立即熄灭、B灯闪亮一下再熄灭3.如图所示,P、Q是两个完全相同的灯泡,L是电阻为零的纯电路,且自感系数L很大,C是电容较大且不漏电的电容器,下列判断正确的是()

A .S 闭合,P 灯逐渐变亮,Q 灯逐渐变暗 B .S 闭合,P 灯、Q 灯同时亮,然后P 灯变暗,Q 灯亮度不变 C .S 闭合,电路稳定后,S 再断开时,P 灯突然亮一下,然后熄灭,Q 灯立即熄灭 D .S 闭合,电路稳定后,S 再断开时,P 灯突然亮一下,然后熄灭,Q 灯逐渐熄灭 4.如图,线圈L 的自感系数极大,直流电阻忽略不计;D 1、D 2是两个二极管,当电流从“+”流向“-”时能通过,反之不通过;R 0是保护电阻,则( ) A .闭合S 之后, B 灯慢慢变亮 B .闭合S 之后,A 灯亮且亮度不变 C .断开S 瞬时,A 灯闪一下再慢慢熄灭 D .断开S 瞬时,B 灯闪一下再慢慢熄灭 5.如图所示,MPQN 是边长为L 和2L 的矩形,由对角线MQ 、NP 与MN 、PQ 所围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右匀速运动,右边框始终平行于MN 。设导线框中感应电流为i 且逆时针流向为正。若0t =时右边框与MN 重合,1t t =时右边框刚好到G 点,则右边框由MN 运动到PQ 的过程中,下列i t -图像正确的是( ) A . B .

三年高考(20212021)高考物理试题分项版解析专题11电磁感应(含解析)

专题11 电磁感应 【2021高考真题】 1.如图,在同一平面内有两根平行长导轨,导轨间存在依次相邻的矩形匀强磁场区域,区域宽度均为l,磁感应强度大小相等、方向交替向上向下。一边长为的正方形金属线框在导轨上向左匀速运动,线框中感应电流i随时间t转变的正确图线可能是() A. B. C. D. 【来源】2021年普通高等学校招生全国统一考试物理(全国II卷) 【答案】D 【解析】试题分析:找到线框在移动进程中谁切割磁感线,并按照右手定则判断电流的方向,从而判断整个回路中总电流的方向。要分进程处置本题。 第一进程从①移动②的过程当中 然后从③到④的进程中,左侧切割产生的电流方向逆时针,而右边切割产生的电流方向也是逆时针,所以电流的大小为,方向是逆时针 当线框再向左运动时,左侧切割产生的电流方向顺时针,右边切割产生的电流方向是逆时针,此时回路中电流表现为零,故线圈在运动进程中电流是周期性转变,故D正确; 故选D 点睛:按照线圈的运动利用楞次定律找到电流的方向,并计算电流的大小从而找到符合题意的图像。2.如图,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中心,O为圆心。轨道的电阻忽略不计。

OM是有必然电阻。可绕O转动的金属杆。M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(进程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的转变率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等, 则等于() A. B. C. D. 2 【来源】2021年全国普通高等学校招生统一考试物理(新课标I卷) 【答案】 B 【点睛】此题将导体转动切割磁感线产生感应电动势和磁场转变产生感应电动势有机融合,经典中创新。 3.(多选)如图所示,竖直放置的形滑腻导轨宽为L,矩形匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的高和间距均为d,磁感应强度为B.质量为m的水平金属杆由静止释放,进入磁场Ⅰ和Ⅱ时的速度相等.金属杆在导轨间的电阻为R,与导轨接触良好,其余电阻不计,重力加速度为g.金属杆() A. 刚进入磁场Ⅰ时加速度方向竖直向下 B. 穿过磁场Ⅰ的时间大于在两磁场之间的运动时间 C. 穿过两磁场产生的总热量为4mgd D. 释放时距磁场Ⅰ上边界的高度h可能小于

人教版高中物理选择性必修第二册第2章电磁感应习题课电磁感应中的电路、电荷量和图像问题习题含答案

习题课电磁感应中的电路、电荷量和图像问 题 必备知识基础练 1.如图所示,导体轨道OPQS固定,其中PQS是半圆弧,Q为半圆弧的中点,O为圆心。轨道的电阻忽略不计,OM是有一定电阻、可绕O转动的金属杆,M端位于PQS上,OM与轨道接触良好。空间存在与半圆所在平面垂直的匀强磁场,磁感应强度的大小为B,现使OM从OQ位置以恒定的角速度逆时针转到OS位置并固定(过程Ⅰ);再使磁感应强度的大小以一定的变化率从B增加到B'(过程Ⅱ)。在过程Ⅰ、Ⅱ中,流过OM的电荷量相等,则B' B 等于() A.5 4B.3 2 C.7 4 D.2 2.(2021山西太原模拟)如图所示,一电阻为R的导线弯成边长为L的等边三角形闭合回路。虚线MN右侧有磁感应强度大小为B的匀强磁场,方向垂直于闭合回路所在的平面向里。下列对三角形导线框以速度v向右匀速进入磁场过程中的说法正确的是() A.回路中感应电流方向为顺时针方向 B.回路中感应电动势的最大值E=√3 2 BLv C.回路中感应电流的最大值I=√3 2 RBLv D.导线所受安培力的大小可能不变 3.在竖直向上的匀强磁场中,水平放置一个不变形的单匝金属圆线圈,规定线圈中感应电流的正方向如图甲所示,当磁场的磁感应强度B随时间t如图乙变化时,图中正确表示线圈中感应电动势E的变化的是()

4.如图所示,用粗细相同的铜丝做成边长分别为l和2l的两个闭合正方形线框a和b,以相同的速度从磁感应强度为B的匀强磁场区域中匀速地拉到磁场外,不考虑线框的重力,若闭合线框的电流分别为I a、I b,则I a∶I b为() A.1∶4 B.1∶2 C.1∶1 D.1∶3 5.在匀强磁场中,有一个接有电容器的单匝导线回路,如图所示,已知C=30 μF,l1=5 cm,l2=8 cm,磁感应强度以5×10-2 T/s的变化率增加,则() A.电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-5 C B.电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-5 C C.电容器上极板带正电,带电荷量为6×10-9 C D.电容器上极板带负电,带电荷量为6×10-9 C

新高考物理考试易错题易错点24电磁感应中的电路和图像问题附答案

易错点24 电磁感应中的电路和图像问题 易错总结以及解题方法 一、电磁感应中的电路问题 处理电磁感应中的电路问题的一般方法 1.明确哪部分电路或导体产生感应电动势,该部分电路或导体就相当于电源,其他部分是外电路. 2.画等效电路图,分清内、外电路. 3.用法拉第电磁感应定律E =n ΔΦ Δt 或E =Blv sin θ确定感应电动势的大小,用楞次定律或右 手定则确定感应电流的方向.注意在等效电源内部,电流方向从负极流向正极. 4.运用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点、电功率等公式联立求解. 二、电磁感应中的电荷量问题 闭合回路中磁通量发生变化时,电荷发生定向移动而形成感应电流,在Δt 内通过某一截面的电荷量(感应电荷量)q =I ·Δt =E R 总·Δt =n ΔΦΔt ·1R 总·Δt =n ΔΦ R 总 . (1)由上式可知,线圈匝数一定时,通过某一截面的感应电荷量仅由回路电阻和磁通量的变化量决定,与时间无关. (2)求解电路中通过的电荷量时,I 、E 均为平均值. 三、电磁感应中的图像问题 1.问题类型 (1)由给定的电磁感应过程选出或画出正确的图像. (2)由给定的图像分析电磁感应过程,求解相应的物理量. 2.图像类型 (1)各物理量随时间t 变化的图像,即B -t 图像、Φ-t 图像、E -t 图像和I -t 图像. (2)导体做切割磁感线运动时,还涉及感应电动势E 和感应电流I 随导体位移变化的图像,即E -x 图像和I -x 图像. 3.解决此类问题需要熟练掌握的规律:安培定则、左手定则、楞次定律、右手定则、法拉第电磁感应定律、欧姆定律等.判断物理量增大、减小、正负等,必要时写出函数关系式,进行分析. 【易错跟踪训练】 易错类型1:挖掘隐含条件、临界条件不够 1.(2021·湖北孝感高中高三月考)如图所示,在天花板下用细线悬挂一个闭合金属圆环,圆环处于静止状态。上半圆环处在垂直于环面的水平匀强磁场中,规定垂直于纸面向外的方

2021届高考物理:电磁感应含答案

2021届高考物理:电磁感应含答案 一轮专题:电磁感应** 一、选择题 1、如图所示,Ⅰ和Ⅱ是一对异名磁极,ab为放在其间的金属棒。ab和cd用导线连成一个闭合回路。当ab棒向左运动时,cd导线受到向下的磁场力。则有() A.由此可知d点电势高于c点电势 B.由此可知Ⅰ是S极 C.由此可知Ⅰ是N极 D.当ab棒向左运动时,ab导线受到向左的磁场力 2、(双选)在倾角为θ足够长的光滑斜面上,存在着两个磁感应强度大小相等的匀强磁场,磁场方向一个垂直斜面向上,另一个垂直斜面向下,宽度均为L,如图所示.一个质量为m、电阻为R、边长也为L的正方形线框在t=0时刻以速度v0进入磁场,恰好做匀速直线运动,若经过时间t0,线框ab边到达gg′与ff′中间位置时,线框又恰好做匀速运动,则下列说法正确的是() A.当ab边刚越过ff′时,线框加速度的大小为gsin θ B.t0时刻线框匀速运动的速度为v0 4 C.t0时间内线框中产生的焦耳热为3 2mgLsin θ+ 15 32m v 2 D.离开磁场的过程中线框将做匀速直线运动 3、多选)如图所示,一轻质绝缘横杆两侧各固定一金属环,横杆可绕中心点自由转动。拿一条形磁铁插向其中一个小环,后又取出插向另一个小环,看到的

现象及现象分析正确的是() A.磁铁插向左环,横杆发生转动 B.磁铁插向右环,横杆发生转动 C.磁铁插向左环,左环中不产生感应电动势和感应电流 D.磁铁插向右环,右环中产生感应电动势和感应电流 4、(双选)如图甲所示,静止在水平面上的等边三角形金属线框,匝数n=20,总电阻R=2.5 Ω,边长L=0.3 m,处在两个半径均为r=0.1 m的圆形匀强磁场中.线框顶点与右侧圆心重合,线框底边与左侧圆直径重合.磁感应强度B1垂直水平面向外,B2垂直水平面向里;B1、B2随时间t的变化图线如图乙所示.线框一直处于静止状态.计算过程中取π=3,下列说法中正确的是() A.线框具有向左运动的趋势 B.t=0时刻穿过线框的磁通量为0.5 Wb C.t=0.4 s时刻线框中感应电动势为1.5 V D.0~0.6 s内通过线框截面电荷量为0.36 C 5、如图所示,轻质弹簧一端固定在天花板上,另一端拴接条形磁铁,一个铜盘放在条形磁铁的正下方的绝缘水平桌面上,控制磁铁使弹簧处于原长,然后由静止释放磁铁,不计磁铁与弹簧之间的磁力作用,且磁铁运动过程中未与铜盘接触,下列说法中正确的是() A.磁铁所受弹力与重力等大反向时,磁铁的加速度为零

电磁感应图像问题-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)

电磁感应图像问题-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案) 一、单选题 1.如图所示,两个垂直纸面的匀强磁场方向相反.磁感应强度的大小均为B,磁场区域的宽度为a,一正三角形(高度为a)导线框ABC从图示位置沿图示方向匀速穿过两磁场区域,以逆时针方向为电流的正方向,在下图中感应电流I与线框移动距离x的关系图的是() A. B. C. D. 2.如图甲所示,矩形线圈位于一变化的匀强磁场内,磁场方向垂直线圈所在的平面(纸面)向里,磁感应强度B随时间t的变化规律如图乙所示。用I表示线圈中的感应电流,取顺时针方向的电流为正。则下图中的I-t图像正确的是() A. B. C. D. 3.如图所示,等腰三角形内分布有垂直于纸面向外的匀强磁场,它的底边在x轴上且长为2L,

高为L.纸面内一边长为L的正方形导线框沿x轴正方向做匀速直线运动穿过匀强磁场区域,在t=0时刻恰好位于图中所示的位置.以顺时针方向为导线框中电流的正方向,在下面四幅图中能够正确表示电流﹣位移(I﹣x)关系的是() A. B. C. D. 4.如图所示,竖直平面内一具有理想边界AB的匀强磁场垂直纸面向里,在距离边界H处一正方形线框MNPO以初速度v0向上运动,假设在整个过程中MN始终与AB平行,则下列图象能反映线框从开始至到达最高点的过程中速度变化规律的是() A. B. C. D. 5.如图甲所示,光滑平行金属导轨MN、PQ所在平面与水平面成θ角,M、P两端接一电阻R,整个装置处于方向垂直导轨平面向上的匀强磁场中.t=0时对金属棒施加一平行于导轨的外力F,使金属棒由静止开始沿导轨向上运动,金属棒电阻为r,导轨电阻忽略不计.已知通过电阻R的感应电流I随时间t变化的关系如图乙所示.下列关于棒运动速度v、外力 F、流过R的电量q以及闭合回路中磁通量的变化率随时间变化的图象正确的是() A. B. C. D. 6.三角形导线框abc放在匀强磁场中,磁感线方向与线圈平面垂直,磁感应强度B随时间变化的图象如图所示。t=0时磁感应强度方向垂直纸面向里,则在0~4 s时间内,线框的ab 边所受安培力随时间变化的图象如图所示(力的方向规定向右为正)()

电磁感应与电路问题-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案)

电磁感应与电路问题-----高中物理模块典型题归纳(含详细答案) 一、单选题 1.如图,由某种粗细均匀的总电阻为3R的金属条制成的矩形线框abcd,固定在水平面内且处于方向竖直向下的匀强磁场B中.一接入电路电阻为R的导体棒PQ,在水平拉力作用下沿ab、dc以速度v匀速滑动,滑动过程PQ始终与ab垂直,且与线框接触良好,不计摩擦.在PQ从靠近ad处向bc滑动的过程中() A.PQ中电流先增大后减小 B.PQ两端电压先减小后增大 C.PQ上拉力的功率先减小后增大 D.线框消耗的电功率先减小后增大 2.如图表示,矩形线圈绕垂直于匀强磁场磁感线的固定轴O以角速度w逆时针匀速转动时,下列叙述中正确的是() A.若从图示位置计时,则线圈中的感应电动势e=E m sinwt B.线圈每转1周交流电的方向改变1次 C.线圈的磁通量最大时感应电动势为零 D.线圈的磁通量最小时感应电动势为零 3.如图所示,MN、PQ是间距为L的平行金属导轨,置于磁感应强度为B、方向垂直导轨所在平面向里的匀强磁场中,M、P间接有一阻值为R的电阻。一根与导轨接触良好、有效阻 值为的金属导线ab垂直导轨放置,并在水平外力F的作用下以速度v向右匀速运动,不计导轨电阻,则() A.通过电阻R的电流方向为P→R→M B.a、b两点间的电压为BLv C.a端电势比b端电势高 D.外力F做的功等于电阻R上产生的焦耳热

4.闭合的金属环处于随时间均匀变化的匀强磁场中,磁场方向垂直于圆环平面,则() A.环中产生的感应电动势均匀变化 B.环中产生的感应电流均匀变化 C.环中产生的感应电动势保持不变 D.环上某一小段导体所受的安培力保持不变 5.用相同导线绕制的边长为L或2L的四个闭合导体线框,以相同的速度匀速进入右侧匀强磁场,如图所示。在每个线框进入磁场的过程中,M、N两点间的电压分别为U a、U b、U c 和U d。下列判断正确的是() A.U a<U b<U c<U d B.U a<U b<U d<U c C.U a=U b<U c=U d D.U b<U a<U d<U c 6.如图所示,两个线圈套在同一个铁芯上,线圈的绕向在图中已经画出.左线圈连着平行导轨M和N,导轨电阻不计,在导轨垂直方向上放着金属棒ab,金属棒处于垂直纸面向外的匀强磁场中,下列说法正确的是() A.当金属棒向右匀速运动时,a点电势高于b点,c点电势高于d点 B.当金属棒向右匀速运动时,b点电势高于a点,c点与d点为等电势点 C.当金属棒向右加速运动时,b点电势高于a点,c点电势高于d点 D.当金属棒向左加速运动时,b点电势高于a点,d点电势高于c点 7.在匀强磁场中,ab、cd两根导体棒沿两根导轨分别以速度v1、v2滑动,如图所示。下列情况中,能使电容器获得最多电荷量且左边极板带正电的是() A.v1=v2,方向都向右 B.v1=v2,方向都向左 C.v1>v2,v1向右,v2向左 D.v1>v2,v1向左,v2向右 8.如图所示,正方形线框的边长为L,电容器的电容为C。正方形线框的一半放在垂直于纸面向里的匀强磁场中,在磁场以变化率k 均匀减弱的过程中,下列说法正确的是() A.电压表的读数为 B.线框产生的感应电动势大小为

2021届(四川)高考物理:电路与电磁感应、近代物理一轮习题含答案

2021届(四川)高考物理:电路与电磁感应、近代物理含答案 专题:电路与电磁感应、近代物理 一、选择题 1、[多选]某种小灯泡的U-I图像如图甲所示,三个完全相同的这种小灯泡连接成如图乙所示的电路,电源的内阻为1.0 Ω。现闭合开关S,理想电压表V的示数为4.0 V,则() A.外电路的总电阻为6.7 Ω B.电源的电动势为5.6 V C.电源消耗的热功率为3.0 W D.电源的效率为89.3% 2、如图所示,理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻R1(光照增强时,光敏电阻阻值减小)、用电器R2。下列说法正确的是() A.P位置不动,当光照增强时,变压器的输入功率减小 B.当f减小时,变压器的输入功率减小 C.光照强度不变,当滑动触头P向上滑动时,用电器消耗的功率增大 D.P位置不动,光照强度不变,当U增大时,用电器消耗的功率增大

3、如图所示,E为电源,其内阻为r,L为小灯泡(其灯丝电阻可视为不变),R1、R2为定值电阻,R1>r,R3为光敏电阻,其阻值随光照强度的增加而减小,闭合开关S后,若照射R3的光照强度减弱,则() A.R1两端的电压变大 B.通过R2的电流变大 C.电源的输出功率变大 D.小灯泡消耗的功率变大 4、如图所示,两光滑水平放置的平行金属导轨间距为L,直导线MN垂直跨在导轨上,且与导轨接触良好,整个装置处于垂直于纸面向里的匀强磁场中,磁感应强度为B。电容器的电容为C,除电阻R外,导轨和导线的电阻均不计。现给导线MN一初速度,使导线MN向右运动,当电路稳定后,MN以速度v 向右匀速运动时() A.电容器两端的电压为零 B.通过电阻R的电流为BL v R C.电容器所带电荷量为CBL v D.为保持MN匀速运动,需对其施加的拉力大小为B2L2v R

高考物理一轮:9.3《电磁感应中的电路和图象问题》教学案(含答案)

第3讲电磁感应中的电路和图象问题 核心考点·分类突破——析考点 讲透练足 1.内电路和外电路 (1)切割磁感线运动的导体或磁通量发生变化的线圈都相当于电源。 (2)该部分导体的电阻或线圈的电阻相当于电源的内阻,其余部分是外电阻。 2.电源电动势和路端电压 (1)电动势:E =Blv 或E =n ΔΦ Δt 。 (2)路端电压:U =IR =E -Ir = E R +r ·R 。 [典题1] 如图甲所示,水平放置的两根平行金属导轨,间距L =0.3 m ,导轨左端连接R =0.6 Ω的电阻,区域abcd 内存在垂直于导轨平面向外的匀强磁场,磁感应强度B =0.6 T ,磁场区域宽D =0.2 m ,细金属棒A 1和A 2用长为2D =0.4 m 的轻质绝缘杆连接,放置在导轨平面上,并与导轨垂直,每根金属棒在导轨间的电阻均为r =0.3 Ω。导轨电阻不计,使金属棒以恒定速度v =1.0 m/s 沿导轨向右穿越磁场,计算从金属棒A 1进入磁场(t =0)到A 2离开磁场的时间内,不同时间段通过电阻R 的电流强度,并在图乙中画出。 [解析] 由题意得t 1=D v =0.2 s 在0~t 1时间内,A 1产生的感应电动势E 1=BL v =0.18 V 其等效电路如图甲所示。 由图甲知,电路的总电阻R 0=r +rR r +R =0.5 Ω 总电流I =E 1 R 0 =0.36 A

通过R 的电流I R =r r +R I =0.12 A 从A 1离开磁场(t 1=0.2 s)至A 2刚好进入磁场⎝⎛⎭⎫t 2=2D v =0.4 s 的时间内,回路无电流,I R =0; 从A 2进入磁场(t 2=0.4 s)至离开磁场⎝ ⎛⎭⎪⎫ t 3=2D +D v =0.6 s 的时间内, A 2上的感应电动势为 E 2=BL v =0.18 V 其等效电路如图乙所示。 由图乙知,电路总电阻R 0=0.5 Ω 总电流I =0.36 A 流过R 的电流I R =0.12 A 综合以上计算结果,绘制通过R 的电流与时间关系图象如图丙所示。 [答案] 见解析 三步解决电磁感应中的电路问题 1.确定电源。切割磁感线的导体或磁通量发生变化的闭合回路将产生感应电动势,该导体或回路相当于电源,利用E =n ΔΦ Δt 或E =Bl v sin θ求感应电动势的大小,利用右手定 则或楞次定律判断感应电流方向。 2.分析电路结构(内、外电路及外电路的串、并联关系),画出等效电路图。

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