【全程学习方略】高中物理 4.1闭合电路欧姆定律课件 鲁科选修31_第1页
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1.关于电动势的说法中正确的是()A.电动势就是电压,它是内外电压之和B.电动势不是电压,但在数值上它等于内外电压之和C.电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量D.电动势的大小与外电路的结构有关【解析】选B、C.电动势是表示电源把其他形式的能转化为电能的本领大小的物理量,而电压是表示把电能转化为其他形式能的本领大小的物理量;电压与电源、导体及电路结构有关,而电动势与外电路的结构无关,故正确选项为B、C.2.““神舟舟””七七号号飞飞船船的的成成功功发发射射、、回回收收,标志志着着我我国国载载人人航航空空航航天天技技术术达达到到了了世世界界先先进进水水平平.飞船船在在太太空空飞飞行行时时用用太太阳阳能能电电池池供供电电,太阳阳能能电电池池由由许许多多片片电电池池板板组组成成.某电电池池板板开开路路电电压压是是800mV,短路路电电流流为为40mA,若将将该该电电池池板板与与阻阻值值为为20ΩΩ的电电阻阻器器连连成成一一闭闭合合电电路路,则它它的的路路端端电电压压是是())A.0.10VB.0.20VC.0.30VD.0.40V【解析析】选D.开路路电电压压等等于于电电源源电电动动势势E=800mV,短路时时电电阻阻R外=0,故内内阻阻r=ΩΩ=20ΩΩ,电池池板板与与20ΩΩ电阻阻器器串串联联时时I==0.02A,故路路端端电电压压U=E-Ir=(0.80-0.02××20)V=0.4V,故D正确确.3.当外外电电路路的的电电阻阻分分别别为为8ΩΩ和2ΩΩ时,,单单位位时时间间内内在在外外电电路路上上产产生生的的热热量量正正好好相相等等,,则则该该电电源源的的内内电电阻阻是是())A.1ΩΩB.2ΩΩC.4ΩΩD.6ΩΩ【解析析】选C.由代代入入数数据据解解得得r=4ΩΩ,选选项项C正确确.4.下列列关关于于闭闭合合电电路路的的说说法法中中,错误误的的是是(())A.电源源短短路路时时,电源源的的内内电电压压等等于于电电动动势势B.电源源短短路路时时,路端端电电压压为为零零C.电源源断断路路时时,路端端电电压压最最大大D.电源源的的负负载载增增加加时时,路端端电电压压也也增增大大【解析析】选D.电源源短短路路时时,外电电阻阻为为零零,路端端电电压压为为零零,由E=U内+U外,故U内=E,A、B正确确;;电电源源断断路路时时,R外→∞∞,I=0,由U=E-I··r,故U最大大等等于于E,C正确确;;负负载载增增加加,并联联在在电电源源上上的的用用电电器器个个数数增增加加,外电电阻阻减减小小,路端端电电压压减减小小,故D错.5.电动动势势为为2V的电电池池在在电电路路上上输输出出1A的电电流流,,可可以以断断定定(())A.内、、外外电电阻阻相相差差2ΩΩB.外电电阻阻是是2ΩΩC.内电电阻阻是是2ΩΩD.内、、外外电电阻阻之之和和是是2ΩΩ【解析析】选D.由闭闭合合电电路路欧欧姆姆定定律律可可知知D正确确.【典例例1】】下面面对对电电源源电电动动势势概概念念的的认认识识正正确确的的是是A.电源源电电动动势势等等于于电电源源两两极极间间的的电电压压B.在闭闭合合电电路路中中,,电电动动势势等等于于内内、、外外电电压压之之和和C.电源源电电动动势势表表征征了了电电源源把把其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电能能的的本本领领,,电电源源把把其其他他形形式式的的能能转转化化为为电电能能越越多多,,电电动动势势就就越越大大D.电动势势、电电压和和电势势差虽虽名称称不同同,但但物理理意义义相同同,所所以单单位也也相同同【思路点点拨】解答本本题时时应把把握以以下两两点::【标准解解答】选B.电源电电动势势等于于电源源开路路时正正、负负极间的电电压,,若电电路闭闭合时时由于于存在在内电电压,,此时时电源源两极间的的电压压小于于电源源电动动势,,故A项错.电源电电动势势是描描述电电源把把其他他形式式的能能转化化为电电能本本领的的物理理量,,即在在电路路中通通过一一定电电量时时,电电源提提供的的电能能越多多,电电动势势就越越大,,并不不是电电源把把其他他形式式能转转化为为电能能越多多,电电动势势就越越大,,因为为转化化的能能量除除与电电动势势有关关外,,还与与所经经历的的时间、、用电电情况况有关关,故故C项错.电动势势和电电势差差意义义不同,电电势差差是表表示电电能转转化为为其他他形式式能的的本领领的物物理量,故故D项错.【变式式训练练】单单位电电荷量量的正正电荷荷沿闭闭合电电路移移动一一周,,在内内外电电路中中释放放的总总能量量取决决于(()A.电电源的的电动动势B.通过过电源源的电电流C.路路端电电压的的大小小D.内内外电电阻之之和【解析析】选A.单位位电荷荷量的的正电电荷沿沿闭合合电路路移动动一周周,释释放的的总能能量,,就是是电源源提供供给它它的电电能,,在数数值上上等于于电源源电动动势,,故选选A.【典例例2】如如图图所示示电路路中,,电源源内阻不不能忽忽略,,当变变阻器器R的的滑片片P向下移移动时时,电电路中中的电电压表表V1、V2和电流流表A的示示数变变化情情况是是A.V1示数变变大,,V2示数变变小,,A示示数变小小,R2消耗功功率减减小B.V1示数变变小,,V2示数变变大,,A示示数变变小,,R1消耗功功率增增大C.V1示数变变大,,V2示数变变小,,A示数变变大,,电源源消耗耗的总总功率率增大大D.V1示数变变小,,V2示数变变大,,A示数变变大,,电源源消耗耗的总总功率率减小小【思路路点拨拨】解答本本题时时可按按以下下思路路分析析:【标准准解答答】选C.当当滑片片P向向下移移动时时,R减小小,R2与R并并联的总总阻值值R′′=减减小,,R外=(R′+R1)减小小,由由全电路欧欧姆定定律I=,,干路路电流流I增增大,,U外=E-Ir,即即电源源路端端电压压减小小,故故V2示数变变小,,由U1=IR1得V1示数增增大.又又U2=U外-U1,所以以并联联部分分R′′两端端的电电压减减小,,通过过R2的电流流I2也减小小,又又由于于IR=I-I2,IR增大,,故A示数数增大,电电源消消耗的的总功功率即即P总=EI增大大,故故C选选项正正确.【变式式训练练】如如图所所示,,电灯灯A标有“10V,,10W”,,电灯灯B标标有“8V,,20W”,,滑动动变阻阻器的的总电阻阻为6ΩΩ,当当滑动动触头头由a端向b端端滑动动的过过程中中())A.安安培表表示数数一直直减小小,伏伏特表表示数数一直直变大大B.安安培表表的示示数一一直变变大,,伏特特表示示数一一直减减小C.安安培表表示数数先增增大后后减小小,伏伏特表表示数数先减减小后后增大大D.安安培表表示数数先减减小后后增大大,伏伏特表表示数数先增增大后后减小小.【解析】选B.A灯的电电阻为为RA=10ΩΩ,B灯的电电阻为为RB=3.2ΩΩ,因为为RA>RB+Rab,所以以,当当滑动动触头头由a端向b端滑动动的过过程中中,总总电阻阻一直直减小小,故故安培培表的的示数数一直直变大大,伏伏特表表示数数一直直减小小,答答案选选B.【典例3】电路图图如图图甲所所示,,图乙乙中图图线是是电路路中的的电源源的路路端电电压随随电流流变化化的关关系图图象,,滑动动变阻阻器的的最大大阻值值为15ΩΩ,定值值电阻阻R0=3ΩΩ.(1)当R为何值值时,,R0消耗的的功率率最大大,最最大值值为多多少??(2)当R为何值值时,,电源源的输输出功功率最最大,,最大大值为为多少少?【思路点点拨】解答本本题时时应把把握以以下三三点::【标准解解答】(1)由题题干乙乙图知知电源源的电电动势势和内内阻为为:E=20V,r=7.5ΩΩ由题图图甲分分析知知道,,当R=0时,R0消耗的的功率率最大大,最大为为P==××3W=10.9W(2)当r=R+R0时,即R=4.5ΩΩ时,电电源的的输出出功率率最大大,最最大值值.【互动探探究】(1)当R为何值值时,,R消耗的的功率率最大大,最最大功功率多多少??(2)如果果滑动动变阻阻器的的最大大阻值值为3ΩΩ,当R为何值值时,,电源源的输输出功功率最最大,,最大大值为为多少少?【解析】(1)把定定值电电阻R0和电源源作为为一个个等效效电源源,其电动动势E=20V,内阻阻为r1=r+R0=10.5ΩΩ,则当当R=r1=10.5ΩΩ时,R上消耗耗的功功率最最大,,此时时Pmax==W=9.5W.(2)整个个电路路的外外电阻阻比电电源内内阻小小,由由电源源的输输出功功率曲线线可知知,外外电阻阻越接接近电电源内内阻,,电源源的输输出功功率越大,,则当当R=3ΩΩ时,电电源有有最大大输出出功率率,此此时,,P输出max=I2R外=××6W=13.2W.答案::(1)10.5ΩΩ9.5W(2)3ΩΩ13.2W【典例4】““加速度度计””作为为测定定运动物物体加加速度度的仪仪器,,已被被广泛泛应用,,如图图所示示为应应变式式加速速度计计的原理理图::支架架AB固定在在待测测系统统上,滑滑块穿穿在AB之间的的水平平光滑滑杆上,并并用轻轻弹簧簧连接接在A端,其其下端端有一一活动动臂可可在滑滑动变阻器器上自自由滑滑动,,随着着系统统沿水水平方方向做做变速速运动动,滑滑块相相对于于支架架将发发生位位移,,并通通过电电路转转换成成电信信号从从电压压表输输出.已知电电压表表量程程为8V,滑块块质量量为m=0.1kg,弹簧簧劲度度系数数k=20N/m,电源源电动动势为为E=10V,内阻阻不计计,滑滑动变变阻器器总阻阻值R=40ΩΩ,有效效总长长度为为L=8cm.当待测测系统统静止止时,,滑动动触头头P位于变变阻器器R的中点点,取取A→B方向为为速度度正方方向.(1)确定定该加加速度度计测测量加加速度度的范范围.(2)为保保证电电压表表能正正常使使用,,上图图电路路中电电阻R0至少应应为多多大??(3)根据据R0的最小小值,,写出出待测测系统统沿A→B做变速速运动动时,,电压压表输输出电电压UV与加速速度a的关系系式.【思路点点拨】根据电电阻定定律和和电压压分配配规律律,结结合牛牛顿第第二定定律列列方程程求解解,注注意电电压表表的最最大量量程.【标准解解答】(1)对m:加速速度a由弹簧簧产生生,由由牛顿顿第二二定律律有::F=kx=ma形变量量x满足::|x|≤故最大大加速速度为为:am==8m/s2即加速速度范范围是是:--8m/s2≤a≤≤8m/s2(2)为保保证电电压表表能正正常使使用,,电压压表的的示数数不能能超过过其最最大量量程.R0最小时时,电电压表表恰满满偏.则由电电压分分配规规律有有:即:R0=10ΩΩ,故R0至少应应为10ΩΩ.(3)取R0=10ΩΩ,弹簧簧形变变量为为x.则有::F=kx=-ma由电阻阻定律律和电电压分分配规规律有有:由上述述两式式可得得:a=8-2UV答案::(1)-8m/s2≤a≤≤8m/s2(2)10ΩΩ(3)a=8-2UV1.(2010··温州高高二检检测))如图图所示示的电电路中中,电电源的的电动动势E和内电电阻r恒定不不变,,电灯灯L恰能正正常发发光,,如果果变阻阻器的的滑片片向b端滑动动,则则())A.电灯灯L更亮,,安培培表的的示数数减小小B.电灯灯L更亮,,安培培表的的示数数增大大C.电灯灯L变暗,,安培培表的的示数数减小小D.电灯灯L变暗,,安培培表的的示数数增大大【解析】选A.变阻器器的滑滑片向向b端滑动动,总总电阻阻变大大,根根据闭闭合电电路欧欧姆定定律可可知知:干干路中中电流流减小小,则则内电电压U内=Ir减小,,外电电压U外=E-U内增大,,故电电灯L更亮,,安培培表的的示数数减小小.2.(2010··华中师师大附附中高高二检检测))电动动势为为E、内阻阻为r的电池池与固固定电电阻R0、变阻阻器R串联,如图所所示,设R0=r,Rab=2r,当变阻阻器的的滑片片自a端向b端滑动动时,下列各各物理理量中中随之之减小小的是是())A.电池的的输出出功率率B.变阻器器消耗耗的功功率C.固定电电阻R0消耗的的功率率D.电池内内阻消消耗的的功率率【解析】选B.滑片自自a向b滑动,R减小,R总减小,故总电电流I变大,所以固固定电电阻R0消耗功功率及及电池池内阻阻消耗耗的功功率由由P=I2R可得它它们均均增大大,故C、D错;滑动过过程中中,R外由3r减为r,始终大大于内内阻r,由P输出与R外关系图图象可可知,电池输输出功功率逐逐渐增增大,故A错.将R0等效为为内阻阻一部部分,则总内内阻为为2r,在R由2r减小到到0的过程程中,等效电电源输输出功功率即即变阻阻器消消耗的的功率率逐渐渐减小小,故B正确.3.(2010·潍坊高高二检检测)如图所所示的电路路中,把R由2ΩΩ改变为为6ΩΩ时,电流强强度减减小为为原来来的一一半,则电源源的内电电阻应应为(())A.4ΩΩB.8ΩΩC.6ΩΩD.2ΩΩ【解析】选D.根据闭闭合电电路欧欧姆定定律E=I(R+r),当R=2ΩΩ时,E=I(2+r);当R=6ΩΩ时,E=(6+r),解得得r=2ΩΩ,故选D.4.(2010·三亚高二二检测))如图所所示,当滑动变变阻器的的滑动触触头P向右移动动时.三个灯泡泡亮度的的变化情情况是(())A.L1变亮,L2和L3皆变暗B.L1变亮,L2不能确定定,L3变暗C.L1变暗,L2变亮,L3也变亮D.L1变亮,L2变亮,L3变暗【解析】选C.当P向右移动动时,滑滑动变阻阻器的电电阻减小小,则总总电阻减减小,总总电流增增大,内内电压增增大,路路端电压压减小,,所以L3变亮;因因为U3变大,且且路端电电压变小小,所以以L1变暗;总总电流变变大,又又L1的电流变变小,所所以L2的电流增增大,L2变亮.1.(5分)关于于闭合电电路的性性质,下下面说法法正确的的是()A.电源被短短路时,,电源电电流为无无限大B.电源被短短路时,,路端电电压最大大C.外电路断断路时,,路端电电压为零零D.外电路电电阻增大大时,路路端电压压也增大大【解析】选D.电源被短短路时,,由I短=知,电源源电流不不是无限大大,A错误;电电源被短短路时,,外电阻阻为零,,由U外=IR外知,路端端电压最最小,B错误;外外电路断断路时,,路端电电压等于电电源电动动势,C错误;外外电路电电阻增大大时,总总电流I减小,由由U外=E-Ir知路端电电压也增增大,D正确.2.(5分)在在研究微微型电动动机的性性能时,,应用如图图所示的的实验电电路.当当调节滑动变阻阻器R并并控制电电动机停停止转动动时,电流表和和电压表表的示数数分别为为0.50A和2.0V.重重新调节节R并使使电动机机恢复正正常运转转,此时时电流表表和电压压表的示示数分别别为2.0A和24.0V.则则这台电电动机正正常运转转时输出出功率为为()A.32WB.44WC.47WD.48W【解析】】选A.电动机线线圈的内内阻为r===4ΩΩ,电动机正常常运行时时,输出出功率为为P=U2I2-I22r=32W.3.(5分)如图图所示电电路,A、B两点间接接上一电电动势为为4V、内电阻阻为1Ω的直流电电源,3个电阻的的阻值均均为4Ω,电容器器的电容容为30μμF,电流表表为理想想表,那那么,电电容器所所带的电电量、电电流表的的读数分分别是()A.9.6××10-5C,0.8AB.0,0.8AC.9.6××10-5C,1AD.1.2×10-4C,0.8A【解析】】选A.因因电流表表可视为为短路,,而电容容器视为为断路,故电电路实际际上只有有R3有电流通通过,电电路中的的电流I==0.8A,,电容器器的电量量Q=CU,U=IR3,故Q=9.6××10-5C.4.(5分)如图图所示电电路,闭闭合开关关S,两个灯泡泡都不亮亮,电流流表指针针几乎不不动,而电电压表指指针有明明显偏转转,该电电路的故障障可能是是()A.电流表表坏了或或未接好好B.从点a经过灯L1到点b的电路中中有断路路C.灯L2的灯丝断断开或灯灯座未接接通D.电流表表和灯L1、L2都坏了【解析】选B.因电压表表有示数数,则说说明电流流表与灯灯泡b没有断路路,可能能是从点点a经过灯L1到点b的电路中中有断路路.5.(10分)在日日常生活活中,手电筒的的电池用旧了舍舍不得扔扔掉,便换一节节新电池池配一节节旧电池串串联使用用.测量发现现新旧电电池的电电动势相差不不多,而新旧电电池的内内阻却相相差较大大.数据如下下:新电池:E1=1.5V,r1=0.3Ω;旧电池:E2=1.2V,r2=7.8Ω.已知小灯灯泡上标标有“2.7V1.8W””,电路如图图所示,求旧电池池提供的的功率和和消耗功功率,这样的节节约措施施可行吗吗?【解析】对灯泡由由P=,可得R=≈≈4.1ΩΩ,电路中电电流I=≈≈0.2A则旧电池池提供功功率P1=I·E2=0.2×1.2W=0.24W旧电池消消耗功率率P2=I2·r2≈0.3W旧电池提提供功率率小于消消耗功率率,这样的节节约措施施不可行行.答案:0.24W0.3W不可行6.(5分)如图图所示,,甲、乙乙两电路路中电源源完全相相同,电电阻R1>R2,在两电电路中分分别通过过相同的的电量Q的过程中中,下列列关于两两电路的的比较,,正确的的是()A.电源内内部产生生电热较较多的是是甲电路路中的电电源B.R1产生的电电热比R2产生的电电热多C.电源做做功较多多的是乙乙电路中中的电源源D.电源输输出功率率较大的的是乙电电路中的的电源【解析】选B.电源内部部产生的的电热Q内热=I2rt,而电量量:Q=It,电流强强度:I=,由以上上三式可可得:Q内热=,故乙电电源内部部产生电电热较多多,A错误.外外电阻上上产生的电热热QR热=I2Rt=,故R1上产生的的电热多多,B正确.电源源做功W=QE,故两电电源做功功相等,,C错误.电电源输出功率P输=I2R=,当R=r时电源输输出功率率最大,,因r与R1、R2之间的大大小关系系不明确确,也就就无法确确定两电电源输出功率率的大小小关系,,故D错误.7.(5分)电源源的电动动势和内内阻都保保持一定定,现用用两个不不同的电电压表先先后直接接接到电电源的两两极上,,电压表表Ⅰ的读数是是U1,电压表表Ⅱ的读数是是U2,已知电电压表的的内阻依依次是R1、R2,且R1>R2,那么由由于两电电压表内内阻不同同,将是是()A.U1一定小于于U2B.U1一定大于于U2C.若将两两个电压压表同时时并联接接在电源源的两极极时,读读数一定定不同D.若将两两个电压压表串联联后接在在电源的的两极时时,两电电压表读读数之和和一定大大于U1【解析】选B、D.因R1>R2,则用电电压表I测量时电电路总电电阻大于于用电压压表Ⅱ测量.由由闭合电电路欧姆姆定律可可知I1<I2,因此,,用电压压表Ⅰ测量时因因内电压压小而路路端电压压大,即即U1>U2.两个电电压表并并联测量量时,因因两电压压表并联联,则测测量电压压必相同同.若两两电压表表串联接接在电源源两极,,因总电电阻大于于R1,总电流流小于I1,故内电电压必小小于单独独用电压压表Ⅰ测量时的的内电压压,因此此,路端端电压((即两电电压表读读数之和和)一定定大于U1.8.(10分)大气气中存在在可自由由运动的的带电粒粒子,其其密度随离地面面的距离离的增大大而增大大,可以以把离地地面50km以下的大气看看做是具具有一定定程度漏漏电的均均匀绝缘缘体(即即电阻率较大的的物质));离地地面50km以上的大大气则可可看做是是带电粒子密密度非常常高的良良导体.地球本身带负负电,其周围围空间存在电场,,离地面50km处与地面之间间的电势差为为4×105V.由于电场的作作用,地球处处于放电状态态,但大气中频繁发生闪闪电又对地球球充电,从而而保证了地球球周围电场恒定不变变,统计表明明,大气中每每秒钟平均有有60次闪电,每次次闪电带给地地球的电荷量量平均为30C.试估算大气的的电阻率和地地球漏电的功功率,已知地地球的半径r=6400km.【解析】设每次闪电带带给地球的电电荷量为q,则大气的漏漏电平均电流流为:I=nq大气的漏电电电阻可由欧姆姆定律求得::U=IR由题设条件,,式中U=4×105V,设大气的电电阻率为ρ,则有:R=由题设知,式式中l=50km=5.0×104mS=4πr2解以上各式得得:ρ=代入有关数值值得:ρ=2.29×1012Ω·m地球的漏电功功率:P=IU=nqU代入有关数值值得:P=7.2××108W.答案:2.29×1012Ω·m7.2×108W1.建筑工地上上常用的将砖砖、水泥板等等建筑材料向向高处运输的的“上板机””,其工作电电压为220V,内阻为5.5Ω,功率为2.2kW,以0.33m/s的速度运送500kg建材匀速上升升,g=10m/s2.则“上板机机”提升建材材的功率及其其效率分别是是())A.2.2kW、100%B.0.55W、25%C.2.2kW、75%D.1.65kW、75%【解析】选D.“上板机”提升升建材的功率率P=mgv=1.65kW,其效率:η==75%.2.如图所示的的电路中,O点接地,在开开关S由断开到闭合合的过程中,,P、Q两点电势变化化的情况是(()A.两点的电势势都升高B.P点的电势升高高,Q点的电势降低低C.两点的电势势都降低D.P点的电势降低低,Q点的电势升高高【解析】选C.在开关由断开开到闭合的过过程中,R总↓I总↑U端↓,由U3=I总↑·R3U3↑,由UQ=UQO=-UOQ=-U3↑UQ↓.由U1=U端↓-U3↑U1↓,由UP=UPO=U1↓UP↓.由以上分析析得出,C选项正确.3.某居民家中中的电路如图图所示,开始始时各部分工工作正常,将将电饭煲的插插头插入插座座后,正在烧烧水的电热壶壶突然不能工工作,但电灯灯仍正常发光光,拔出电饭饭煲的插头,,把试电笔分分别插入插座座的左右插孔孔,氖管均能能发光,则()A.仅电热壶所所在的C、D两点间电路发发生了断路故故障B.仅电热壶所所在的C、D两点间电路发发生了短路故故障C.仅导线AB间断路D.因为插座用用导线接地,,所以发生了了上述故障【解析】选C.试电笔分别插插入插座的左左右插孔后均均能发光,说说明零线断路路,因为电灯灯正常发光,,所以在电灯灯开关接线A处与三孔插座座接线B处之间断路..故选C.易错点悟:日日常生活常识识不足引起判判断失误.4.如图所示的电电路中,当S闭合时,电压压表和电流表表(均为理想想电表)的示示数分别为1.6V和0.4A.当S断开时,它们们的示数分别别改变0.1V和0.1A,求电源的电电动势和内阻阻.【解析】当S闭合时,,R1、R2并联接入电路路,由闭合电电路欧姆定律律得:U1=E-I1r,即E=1.6+0.4r①①当S断开时,,只有R1接接入电路,由由闭合电路欧欧姆定律得::U2=E-I2r,即E=(1.6+0.1)+(0.4-0.1)r②②由①②得:E=2V,r=1ΩΩ.答案:2V1Ω5.某同学为测测定未知电阻阻Rx的阻值,连接接的电路如图图所示.电键键闭合后,发发现电压表、、电流表的示示数均为零..为寻找故障障,把电压表表的正接线柱柱接在a处,负接线柱柱分别接到b、c、d处,电压表的的示数均为3V;接到e处时,电压表表的示数为零零.由此可知知,电路中____段一定有故障障,但不能确确定____段

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