資源簡介

第十七章作業設計
一、單元信息
基本信息 學科 年級 學期 教材版本 單元名稱
物理 九年級 第二學期 粵滬版 電動機與 發電機
單元 組織方式 團自然單元 □ 重組單元
課時信息 序號 課時名稱 對應教材內容
1 關于電動機轉動的猜想 第十七章第一節
2 探究電動機轉動的原理 第十七章第二節
3 發電機為什么能發電 第十七章第三節
二、課時作業
第一課時 關于電動機轉動的猜想
(一) 課前作業
題目編號 001 作業性質 活動作業 完成時長 一周
具體 內容 題目 調查生活和生產中 (書中圖 17-1 介紹的除外) 哪些物品使用 了電動機？
答案 合理即可
作業評價 1.能多渠道收集信息。 □優秀 □良好 □合格
2.學生列出的物品個數。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 課前了解電動機的使用情況，學生經歷觀察、思考、調查的過 程，體驗“從生活走向物理”。
作業 分析 難度 團較易 □中等 □較難
來源 引用 □改編 團原創
(二) 課堂作業
題目編號 002 作業性質 活動作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 拆解玩具電動機并說出其內部結構
答案 電動機主要結構是線圈和磁體
作業評價 1.能獨立拆解玩具電動機。 □優秀 □良好 □合格
2.能正確寫出其內部主要構造 名稱。 □優秀 □良好 □合格
3.樂于動手操作，能分析失敗 的原因，總結成功經驗，體驗 發現問題并解決問題的喜悅。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 了解玩具電動機的內部構造。通過學生的動手操作，激發學生 的學習興趣，養成實事求是的科學態度，提升學生的物理核心 素養。
作業 分析 難度 較易 團中等 □較難
來源 引用 □改編 團原創
題目編號 003 作業性質 練習作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 將電動機轉子的線圈 成一段直導線，給這一段直導線 通電，由奧斯特實驗可知，在通電的直導線周圍會存在 ， 再將磁體靠近通電的直導線，根據“同名磁極相互 ，異 名磁極相互 ”的規律可知，通電的直導線會受到 的作用。那么你認為電動機轉動的原因可能是 。
答案 簡化; 磁場; 排斥; 吸引; 力 ; 通電導體在磁場中 受到力的作用
作業評價 1.答案的正確性。 □優秀 □良好 □合格
2.能獨立思考，提出自己的見 解。 □優秀 □良好 □合格
3.能用物理知識解決問題。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 通過此題的練習，是給學生(對電動機轉動的猜想) 進行點撥， 讓學生了解簡化這一物理方法，為學生設計實驗進行鋪墊，培 養學生的創新思維能力。
作業 分析 難度 較易 團中等 □較難
來源 引用 □改編 團原創
(三) 課后作業
題量 1 題 完成時間 12 分鐘
題目 設計實驗方案：驗證電動機轉動原因的猜想 (含猜想、實驗器 材或實驗裝置圖、實驗步驟等) 。
具體 內容 答案 猜想：電動機的轉動可能與磁場和電流有關，磁場可能會對通 電線圈產生力的作用而使線圈轉動。
實驗裝置圖： 實驗步驟：
(1) 閉合開關，通電后，導體 ab 不處于磁場中，導體 ab (選填“靜止” 、“受力運動”) 。 (2) 導體ab 處于磁場中，斷開開關，導體ab 中沒有電流通 過，導體 ab (選填“靜止” 、“受力運動”) 。 (3) 閉合開關，通電后，導體 ab 處于磁場中，導體 ab (選 填“靜止” 、“受力運動”) 。
作業評價 1. 學生獨立思考擬定合理的 實驗方案。 □優秀 □ 良好 □合格
2.有控制實驗條件的意識。 □優秀 □ 良好 □合格
設計意圖 培養學生設計實驗的能力和創新思維，讓學生領會設計實驗的 科學方法。
作業 分析 難度 較易 中等 團較難
來源 引用 □改編 團原創
(四) 實踐作業：制作一臺簡易電動機
材料： 漆包線、干電池、電池盒、磁鐵、金屬絲、塑料尺、透明膠帶、 導線
操作步驟： 1.將漆包線繞在橡皮上，繞 3 至 5 圈。 2.用透明膠帶將線圈和引線固定。 3.用砂紙將一端引線上的漆全部打磨掉，另一端引線上的漆打 磨一半。
4.用透明膠帶將金屬支架固定在塑料尺上， 中間間隔一段距 離，以便放上一塊磁鐵。 5.簡易電動機組裝完成。
觀察分析 1.簡易電動機轉起來了嗎？ 2.若沒有轉起來，用手輕推一下試試。 3.思考一下電動機轉動的原理可能是什么？
作業評價 1.能按步驟將簡易電動機組裝起 來。 □優秀 □良好 □合格
2.簡易電動機組裝完成后能持續 轉動。 □優秀 □良好 □合格
3.能仔細觀察實驗現象，并提出 自己的見解。 □優秀 □良好 □合格
作業分析與 設計意圖 這是在課后延時服務的時間段完成的一個制作類作業，經歷制 作簡易電動機的過程，了解電動機的主要結構。培養學生的動 手能力，提高學生的學習興趣。在制作過程中，發揮團隊優勢， 培養學生的科學思維、科學態度與責任等物理核心素養。
第二課時 探究電動機轉動的原理
(一) 課前作業
題目編號 001 作業性質 實踐作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 小組實驗探究：通電導體在磁場中受力方向跟哪些因素有 關？
答案 通電導體在磁場中受力方向跟電流方向和磁場方向有關。
作業評價 1.學生參與度。 □優秀 □良好 □合格
2.學生小組合作，能擬定合 理的實驗方案。 □優秀 □良好 □合格
3.能根據實驗收集的信息， 得出正確的結論。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 用“問題”引導學生自主探究“新知識” ，嘗試應用科學研 究方法解決實際問題。
作業 分析 難度 團較易 □中等 □較難
來源 引用 □改編 團原創
題目編號 002 作業性質 練習作業 完成時長 2 分鐘
具體 內容 題目 如圖所示是直流電動機的示意圖，請在圖 上標出各部分的名稱。
答案 磁體; 線圈; 換向器; 電刷
作業評價 1. 標注出各部分名稱的準確 性。 □優秀 □良好 □合格
2.能理論聯系實際，學以致用。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 鞏固電動機的主要結構，培養學生對基礎知識的應用能力， 增強學生對電動機學習的興趣。
作業 分析 難度 團較易 □中等 □較難
來源 團引用 □改編 原創
題目編號 003 作業性質 實踐作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 實踐操作時，如果模型電動機接通電源后不能轉動，你怎樣 做才能使模型電動機轉動起來？你認為模型電動機不轉的 原因可能有哪些？
答案 ①用手撥動一下線圈 ②調整電刷 ③檢查線路連接情況， 重新接通電路……
作業評價 1.學生參與度。 □優秀 □良好 □合格
2.學生能用物理知識解決實際 問題。 □優秀 □良好 □合格
3.能獨立思考，提出自己的見 解。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 根據操作過程中電動機出現的異常情況，學會處理異常問題 的簡單方法，培養學生運用理論來解決實際問題的能力，體 驗戰勝困難，解決問題的喜悅。
作業 分析 難度 較易 □中等 團較難
來源 引用 □改編 團原創
題目編號 004 作業性質 練習作業 完成時長 3 分鐘
具體 內容 題目 如圖裝置是電動機的工作 模型，在工作過程中，_____ 起了關鍵的作用，它能使線 圈剛剛轉過______位置時， 就自動改變線圈中的 ______，從而實現通電線圈 在磁場中的連續轉動。
答案 換向器 ； 平衡 ； 電流方向
作業評價 1.學生的參與度。 □優秀 □良好 □合格
2.能觀察、分析、處理信息， 得出答案。 □優秀 □良好 □合格
3.能夠對電動機的連續轉動有 自己的理解。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 讓學生知道換向器的作用
作業 分析 難度 較易 團中等 較難
來源 引用 團改編 原創
(二) 課后作業 (A 組)
題量 2 題 完成時間 6 分鐘
題目 1．如圖所示是直流電動機的模型圖，直流電動機的工作原 理是 ，它利用 與電刷的接觸方式， 解決了線圈連續轉動和導線纏繞問題。
(
第
1
題
) (
第
2
題
)
2．如圖為直流電動機的基本構造示意圖，以下相關的分析 中正確的是 ( ) A.電動機的主要結構有線圈和磁體。 B.電動機工作過程中，消耗的電能全部轉化為機械能。 C.只有改變磁場方向才能改變線圈轉動的方向。 D.電動機工作過程中，線圈中的電流大小保持不變。
答案 1.通電線圈在磁場中受力轉動 (或通電導體在磁場中受到力 的作用或磁場對電流的作用) ；換向器 2.A
作業評價 1 答案的準確性。 □優秀 □良好 □合格
2.能運用物理方法分析和解決 簡單的實際問題。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 通過 2 道題的練習，鞏固基礎知識，了解通電導體在磁場中 會受到力的作用，知道力的方向與哪些因素有關。了解直流 電動機的工作原理。
作業 分析 難度 團較易 中等 較難
來源 團引用 改編 原創
(二) 課后作業 (B 組)
題量 2 題 完成時間 8 分鐘
題目 1.如下圖所示左圖是通電導體在磁場中的受力情況，圖中圓 圈表示的是通電導體的橫截面。圓圈中的“×”和“· ”分別 表示導體中電流垂直于紙面向里和向外的方向。請根據右圖 所表示的磁場方向、電流方向和導體受力方向三者之間的關 系，判斷出選項圖中有關三者方向表示正確的是 ( )
2.如圖所示是揚聲器 (喇叭) 的結構圖。當揚聲器的線圈中 通入攜帶聲音信息、時刻變化的電流時，線圈會在永磁體的 作用下受到力的作用并帶動錐形紙盆振動發聲。下列說法中
正確的是 ( )
A. 揚聲器工作時是將機械能轉化為電能。 B. 揚聲器的工作原理是通電線圈在磁場中受力運動。 C. 揚聲器中的永磁體不會對線圈有作用力。 D 揚聲器工作時線圈中不會有電流。
答案 1．D； 2．B
作業評價 1.答案的準確性。 □優秀 □良好 □合格
2.能通過閱讀，分析、處理信 息，并解決問題。 □優秀 □良好 □合格
3.能將所學物理知識與實際情 境聯系起來。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 通過 2 道題，考查學生運用物理知識解決實際問題的能力。
作業 分析 難度 較易 中等 團較難
來源 團引用 團改編 原創
第三課時 發電機為什么能發電
(一) 課堂作業
題目編號 001 作業性質 實踐作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 如圖所示的是簡易的手搖發電機的模型。將小燈泡和靈敏電 流計串聯后與手搖發電機相連。緩慢搖動輪盤，觀察到靈敏 電流計的指針來回擺動，小燈泡閃 爍發光，這說明該發電機產生的電 流大小和方向是 (選填“變化 的” 、“不變的”) ；若快速搖動 輪盤，則觀察到的現象是______ (寫 一點即可)。再將發電機模型拆開， 觀察發電機的內部結構，發電機的 主要部件有 和 組成。
答案 變化的 ； 燈泡更亮 (其他合理也可) ； 磁體 ； 線圈
作業評價 1.小組同學參與度。 □優秀 □良好 □合格
2.能積極參與，并通過親自實 踐收集信息。 □優秀 □良好 □合格
3.能書面或口頭表述自己的 觀點。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 通過自己親自感受，激發學生探索發電機為什么能發電的興 趣。
作業 分析 難度 較易 團中等 □較難
來源 引用 改編 團原創
題目編號 002 作業性質 實踐作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 探究“電磁感應現象”的活動中，關于產生感應電流的條件， 下面說法正確的是( ) A. 只要導體在磁場中運動。 B. 只要導體在磁場中做切割磁感線運動。 C. 閉合電路的一部分導體在磁場中做切割磁感線運動。 D. 閉合電路的全部導體在磁場中做切割磁感線運動。
答案 C
作業評價 1.實驗結論表述的準確性。 □優秀 □ 良好 □合格
2.能歸納、總結產生感應電流 的條件。 □優秀 □ 良好 □合格
設計意圖 測評學生對產生感應電流的條件的歸納和總結，能用合適的 語句正確表述實驗結果。
作業 分析 難度 團較易 中等 □較難
來源 引用 改編 團原創
題目編號 003 作業性質 練習作業 完成時長 2 分鐘
具體 內容 題目 如圖所示，在探究“什么情況下磁可以生電” 的實驗中，保持磁體不動，若導體棒 AB 水 平向右運動則靈敏電流計指針向左偏轉。若 要使靈敏電流計指針向右偏轉，則導體棒 AB 應水平向 運動；或保持導體棒不 動，則磁體應水平向 運動。
答案 左； 右
作業評價 1.答案的準確性。 □優秀 □良好 □合格
2.能通過閱讀，分析、處理信 息，并解決問題。 □優秀 □良好 □合格
3.能將所學物理知識與實際 情境聯系起來。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 通過活動，讓學生鞏固感應電流的方向與哪些因素有關，培 養學生基礎知識的應用和提升能力。
作業 分析 難度 較易 團中等 □較難
來源 引用 團改編 原創
題目編號 004 作業性質 實踐作業 完成時長 5 分鐘
具體 內容 題目 如圖所示，在探究電磁感應現象的實驗中，下列操作中不能 產生感應電流的是 ( ) 。請動手做一做，并說一說原因。
A. 向線圈中快速插入條形磁鐵。 B. 向線圈中勻速插入條形磁鐵。 C.把條形磁鐵從線圈中快速拔出。 D.把條形磁鐵放在線圈中不動。
答案 D
作業評價 1.答案的準確性。 □優秀 □ 良好 □合格
2.能通過實踐操作，分析、處 理信息，并解決問題。 □優秀 □ 良好 □合格
3.能將所學物理知識與實際 情境聯系起來。 □優秀 □ 良好 □合格
設計意圖 通過實驗與思考，讓學生鞏固電磁感應現象產生的條件。培 養學生基礎知識的應用和提升能力。
作業 分析 難度 較易 中等 團較難
來源 引用 改編 團原創
(二) 課后作業 (A 組)
題量 2 題 完成時長 6 分鐘
題目 1.磁場中懸掛一根直導線，導線的兩端分別連接在靈敏電流 計 ○G 的兩個接線柱上，組成一個閉合 電路，如圖所示，當導線沿著圖示的方 向運動時，有兩個方向能使電流表指針 偏轉，這兩個運動方向是： ( ) (
A
.
向上或向下
C
.
向左或向上
)B.向右或向下 D.向右或向左 2.如圖所示，裝置 A 中有磁鐵和可轉動的線圈，當有風吹向 風扇時扇葉轉動，引起燈泡發光。下列說法正確的是 ( ) A.裝置 A 將機械能轉化為電能。 B.裝置 A 屬于用電器。 C.該實驗說明了電能生磁。 D.裝置 A 的工作原理與電動機相同。
答案 1. D ； 2.A
作業評價 1.答案的準確性。 □優秀 □ 良好 □合格
2.能從物理學角度觀察周圍 事物、解釋有關現象和解決簡 單的實際問題。 □優秀 □ 良好 □合格
設計意圖 通過 2 道題，鞏固基礎知識，加深對電磁感應現象的理解。 知道感應電流的方向與哪些因素有關， 以及發電機工作中的 能量轉化。
作業 分析 難度 團較易 中等 較難
來源 團引用 團改編 原創
(二) 課后作業 (B 組)
題量 2 題 完成時長 6 分鐘
題目 1.小明在做“探討什么情況下磁可以生電”實驗時，連接了 如圖所示的實驗裝置，PQ，MN 為兩平行金屬導線，水平放置，
兩導軌右側連接定值電阻 R，一 金屬棒垂直擱在兩導軌上，與導 軌接觸良好，接觸點分別為a、 b．現把該裝置放入一大小、方 向均不變的磁場區域內、用力 F 拉動金屬棒沿導軌勻速運動時， 在閉合回路可產生感應電流，當 向右拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向為a→b，則： (1) 當向左拉動金屬棒時，通過金屬棒的電流方向 ； (2) 如果改變磁場方向，當向右拉動金屬棒時，通過金屬棒 的電流方向為 。 2.在“雙減”政策落實中，要求學生課后服務結束時間原則 上不早于當地正常下班時間，到冬季放學時天色較暗。于是 一款新型的帶滾輪書包出現了，其內部無電池，但拖動書包 使輪子滾動時，嵌在輪子里的 LED 燈會發光，行走更安全。 下圖能反映此原理的是( )
答案 1. (1) b →a ； (2) b →a ； 2. B
作業評價 1.答案的準確性。 □優秀 □良好 □合格
2.能將所學物理知識與實際情 境聯系起來：培養學生基礎知 識的應用和提升能力。 □優秀 □良好 □合格
3. 初步形成電磁感應的概念; 培養學生基礎知識的應用能 力。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 通過 2 道題，鞏固電磁感應現象產生的條件及應用，考察學 生運用物理知識解釋生活中的現象以及解決實際問題的能 力。培養學生基礎知識的應用和解決問題的能力。
作業 難度 較易 中等 團較難
分析 來源 團引用 團改編 原創
(四) 實踐作業——制作：用易拉罐演示電磁感應現象
材料 鋁制易拉罐 1 個；塑料吸管 1 根；鉛筆 1 支；橡膠塞 1 個； 高強度磁鐵若干 (越大越多越好) ；透明膠帶；剪刀 1 把。
步驟 1.用剪刀把易拉罐的頭部和底部都剪掉，剩下一個薄鋁皮的 圓筒。把圓筒壓平，用剪刀剪下 1-2 厘米寬的 2 條，打開以 后就是 2 個鋁制的圓環。 2.在橡膠塞正中鉆了 1 個小孔，把削尖的鉛筆豎直插在上面 (鉛筆尖的一端朝上) 。也可以用肥皂代替橡膠塞。 3.把 2 個鋁環用透明膠帶粘在塑料吸管的兩端，吸管中間位 置的下方用剪刀剪 1 個菱形的開口。 4.鉛筆尖通過菱形開口，頂在吸管內表面上。2 個圓環能以非 常小的摩擦力在鉛筆尖端轉動。
5.用高強度磁鐵靠近其中一個鋁環，可以看到鋁環能被磁鐵 推著轉動。
觀察分析 1.鋁環能被磁鐵推著轉動嗎？ 2.鋁環被磁鐵推著轉動的原理是什么？并查閱資料驗證自己 的想法。
作業評價 1.能獨立按步驟完成制作。 □優秀 □良好 □合格
2.基于實驗現象，能進行簡單 分析。 □優秀 □良好 □合格
作業分析及 設計意圖 該科學實踐性活動是在課后延時服務的時間段完成的一個制 作類作業。通過小制作，提高學生學習物理的興趣，激發學 習欲望，培養學生由物到理的提升能力和拓展能力。
(五) 實踐作業——小論文 (可跨歷史、語文、物理學科)
要求 搜集科學發展史中，科學家們在探究“電磁聯系”過程中的 歷史故事，談談你從這個故事中獲得的啟示。
作業評價 1.論文能比較真實地體現：在 科學發展的歷史中，科學家們 在探索未知領域“電磁聯系” 過程中的艱辛歷程。 □優秀 □良好 □合格
2.敘述的歷史故事，語句通 順，結構完整；表述自己所獲 得的啟示，情感真切。 □優秀 □良好 □合格
設計意圖 讓同學們從搜集科學家們的故事中撰寫小論文，體會科學家 們探究未知領域的研究方法、歷經失敗時百折不撓的科學精 神以及實事求是的科學態度，增加科技強國的使命感。
六、單元質量檢測作業
(一)單元質量檢測作業內容
檢測內容 電動機與發電機 題量 8 完成時間 25 分鐘
一、選擇題(每題 2 分，共 8 分) 1.下列電器設備不是利用磁場對電流的作用來工作的是 ( ) A.電風扇 B.麥克風 C.揚聲器 D.電動機 2.如圖所示，電動平衡車是一種新型交通工具，被廣大青 少年所喜愛，圖中與電動平衡車驅動前行過程原理相同 的是 ( )
A B C D 3.在元旦晚會上，小明所在的科技小組展示了一個“隔板推物”的節目，其 原理如圖所示。 甲、乙兩線圈分別懸掛在兩個蹄形磁鐵的磁場中，兩線圈通 過導線連接構成一個閉合電路。用手推動甲線圈擺動時，乙線圈會隨之擺動。
對于這個過程，下列說法正確的是 ( ) A.甲線圈相當于電源，乙線圈相當于用電器。 B.推動甲線圈擺動時電能轉化為機械能。 C.乙線圈隨之擺動時機械能轉化為電能 。 D.乙線圈擺動的原理是電磁感應現象。
4.如圖所示，是王浩同學探究感應電流方向與哪些因素有關的實驗情景 (圖 中箭頭表示導體的運動方向) ，下列說法中正確的是 ( )
A.比較圖 (a) 和圖 (b) 可知，感應電流的方向與磁場方向有關。 B.比較圖 (b) 和圖 (c) 可知，感應電流的方向與磁場方向無關。 C.比較圖 (a) 和圖 (c) 可知，感應電流的方向與磁場方向和導體運動方向
無關。 D.由圖 (d) 可以得出結論，感應電流的方向跟導體運動方向無關。 二、填空題(每空 2 分，共 12 分) 5.如圖為小強同學探究“讓線圈轉起來”的實驗裝置圖，用小刀將線圈引線 一端的漆全部刮去，另一端刮去一半。這樣做的目的是讓線圈能 ， 與直流電動機主要結構 的作用是相同的，在實驗中，若線圈不能 轉動，可采取的方法是 (填寫一種方法即可) ，要使線圈轉得更 快些，采取的方法是 (填寫一種方法即可) 。 6.如圖所示，運動手環受到了運動愛好者的喜愛，其核心元件為空心塑料管， 管外纏有線圈，管內置有一塊小磁鐵，戴著手環走路時磁鐵會在管內反復運 動，線圈會產生電流，系統就會記錄下運動步數，液晶屏會顯示出來，此過 程利用了 原理，把 能轉化為 電能。 第 5 題 第 6 題 第 7 題 三、實驗探究題(每空 2 分，共 2 分) 7.如圖是實驗室用的手搖發電機，把這臺手搖發電機跟燈泡連接起來，使線 圈在磁場中轉動，可以看到燈泡發光，用不同的速度搖動發電機的轉輪，發 現燈泡的亮度隨之變化。請你根據以上實驗現象，提出一個可以探究的科學 問題： 。 四、計算題(每小題 2 分，共 8 分) 8.一臺電動機的額定電壓為 220V，正常工作時的電流為 5A，線圈的電阻為 4 Ω ，這臺電動機正常工作 10 分鐘，則這段時間內 ： (1) 電動機正常工作時的電功率是多少？ (2) 電動機消耗的電能是多少？ (3) 線圈產生的熱量是多少？ (4) 電動機把電能轉化為機械能效率是多少？
答 案 一、選擇題 1.B ； 2.C ； 3.A ； 4.A 二、填空題 5.持續轉動 換向器 用手推一下線圈 (答案合理即可) 增大電流 (或增強磁場) 6.電磁感應 機械 三、實驗探究題 7.感應電流的大小與發電機轉輪的轉速是否有關？ (答案合理
答 案 即可) 8.解： (1)電動機正常工作時的電功率： P=UI=220V×5A=1100W (2)電動機消耗的電能： W=UIt=220V×5A×10×60s=6.6×105J; (3)線圈上產生的熱量： Q=I2 Rt=(5A)2 ×4Ω×10×60s=6×104J; (4)電動機輸出的機械能： W1=W-Q=6.6×105J-6×104J=6×105J; 電動機把電能轉化為機械能的效率: η=×100％= × 100％=91％ 答：(1)電動機正常工作時的電功率是 1100W; (2)電動機消耗的電能為 6.6×105J; (3)線圈上產生的熱量為 6×104J; (4)電動機把電能轉化為機械能的效率是91％。

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