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初三物理欧姆定律(含答案解析)

初三物理欧姆定律(含答案解析)
初三物理欧姆定律(含答案解析)

初三物理欧姆定律

一、考点、热点回顾

(一)知识框架

R一定时,I与U成正比

探究电流跟电压、电阻的关系

U一定时,I与U成反比

内容:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比

①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中

公式:错误!未找到引用源。(变形式错误!未找到引用源。,错误!未找到引用源。)②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量

③计算时单位要统一。

成立条件:I、U、R是对应同一个导体或同一部分电路上的物理量

原理:错误!未找到引用源。

伏安法测电阻电路图:错误!未找到引用源。

应用实验步骤:

串联电路:R=R1+R2+R3+……+R n

串、并联电路的电阻

并联电路:错误!未找到引用源。= 错误!未找到引用源。= ……= 错误!未找到引用源。

欧姆定律的规律:①同一个电阻,阻值不变,与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的

电压增大时,通过的电流也增大。(R=U/I)

②当电压不变时,电阻越大,则通过的电流就越小。(I=U/R)

③当电流一定时,电阻越大,则电阻两端的电压就越大。(U=IR)

人体的安全电压≤36V 安全用电 不能用湿手触摸用电器 注意防雷

(二)探究电阻上的电流跟两端电压的关系 1、电流与电压的关系

实验目的 研究电路中的电流与电路两端的电压的关系

实验电路图

实验器材

电源、开关、导线、电流表、电压表、定值电阻、滑动变阻器

实验步骤

①按照电路图连接实物图

②闭合开关后,调节滑动变阻器滑片,使定值电阻两端的电压成整倍数变化

③根据电压表和电流表的示数,读出每次定值电阻两端的电压值与通过定值电阻的电流值,并记录在表格中

分析论证

在电阻不变的情况下,通过电阻的电流与电阻两端的电压有关,电流随电压的增大而增大,成正比关系。

实验目的 研究电路中的电流与电阻的关系

实验电路图

实验器材

电源、开关、导线、电流表、电压表、n 个阻值不同的定值电阻、滑动变阻器

实验步骤

①按照电路图连接实物图

②闭合开关后,换不同的定值电阻,使电阻成整倍变化 ③调节滑动变阻器滑片,保持定值电阻的两端电压不变 ④把对应着不同阻值的电流值记录在表格中

分析论证

电流和电阻有关,当电阻两端的电压一定时,电流随

电阻的增大而减小,即电流与电阻成反比。图

3、在探究“电流与电压、电阻”关系的实验中

滑动变阻器的作用作用:

改变电路中电流的大小;改变R两端的电压大小;保护电路,使电路中的电流不至于过高。注意事项:

连接电路时开关应断开;在闭合开关前,应将滑动变阻器的滑片调到电阻值最大的位置;电压

运用数形结合思想分析电流与电压、电阻之间的关系:

利用图像来表示一个物理量随另一个物理量的变化情况,可以直观、形象地表示出物理量的变

控制变量法

该实验中,第一步是保持电阻不变,改变电压,观察电流随电压的变化规律;第二步是保持定值电阻两端的电压不变,改变定值电阻的大小,观察阻值和电流之间的变化规律。这种方法称为控制变量法。

4、注意该试验中,可能的电路故障的判断和分析,中考常考点

常见的故障有:电表无示数、示数偏低、实验数据或结论错误等

(三)欧姆定律及其应用

1、内容

错误!未找到引用源。变形式:或错误!未找到引用源。

描述:导体中的电流跟导体两端的电压成正比,跟导体的电阻成反比。

注意:①该定律中涉及到的电流、电压、电阻是针对同一段导体的或电路的;具有同时性。

②使用该定律时,各物理量的单位必须统一,电压、电阻、电流的单位分别是V、Ω、A。

③该定律只适用于金属导电和液体导电,对气体、半导体导电一般不适用。

④该定律只适用于

纯电阻电路。

2、结论(注意前提条件)

电阻一定时,通过导体的电流与导体两端的电压成正比

电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比

3、电阻的串、并联

(1)串联电路的总电阻等于各串联电阻之和

R=R1+R2+……+R n n个阻值相同的电阻串联,其总电阻为R=nR0

把几个电阻串联起来相当于增加了导体的长度,其总电阻一定比每个导体的电阻大。(2)并联电路的总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数之和

n个阻值相同的电阻并联,其总电阻为错误!未找到引用源。

把n个电阻并联起来,相当于增加了导体的横截面积,其总电阻比每一个导体的都要小。错误!未找到引用源。

4、串、并联中电压电流的分配特点

串联电路并联电路

电路图

电流I总=I1=I2I总=I1+I2

电压U总=U1+U2U总=U1=U2

电阻R总=R1+R2

比例分配

错误!未找到引用源。错误!未找到引用源。

“串联分压、并联分流”的理解:

根据串联中,电流不变,利用欧姆定律错误!未找到引用源。,有错误!未找到引用源。,变形得错误!未找到引用源。

根据并联中,电压相等,利用欧姆定律,有错误!未找到引用源。,变形得

(四)测量电灯泡的电阻

1、伏安法测导体电阻

试验原理根据欧姆定律的变形公式错误!未找到引用源。

用电压表、电流表分别测出待测电阻两端的电压和通过它的电流,就可以求得这段导体的电阻。此法叫“伏安法”

实验器材电源、开关、电压表、

电流表、滑动变阻器、

待测电阻、导线若干

实验电路图

实验步骤①按实验原理图正确连接实验电路

②电路经检查无误后,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片P的位置,使电阻两端的电压分别为U1、U2、U3,观察电流表的示数,每次对应的数值为I1、I2、I3,分别填入设计的表格中。

③根据每次记录的电压值和电流值求出每次对应的电阻值R1、R2、R3,求出它们的平均值R=(R1+R2+R3)/3

滑动变阻器作用①保护电路

②改变导体两端的电压,使其成倍数地增加

③多次测量求平均值

2、伏安法测小灯泡电阻(重要)

原理错误!未找到引用源。,伏安法,同上

实验所需器材电压表、电流表、滑动变阻器、电源、开关、导线若干

原理图记录表格实验序号U/V I/A R/Ω1

2

3

注意事项①器材的选取:电流表所选用量程满偏值要大于电路中的最大电流;滑动变阻器的最大阻值应略大于或接近小灯泡的电阻(效果更明显)

②连接电路时:按照电压表、电流表、滑动变阻器的使用规则,将它们正确地连入电路,在连接的过程中,开关要断开。

③进行实验时:闭合开关前,要把滑动变阻器的滑片调到最大阻值处,是电路中的电流最小,以保证电路中灯泡、滑动变阻器、电压表、电流表等仪器的安全。

④将每次测量的结果和小灯泡的发光情况记录下来,以便最后分析和总结。

⑤分析处理数据,对于测得的各组电流和电压值,计算出相应的电阻,然后比较,找出规律。

3、“伏安法”测电阻试验中常见故障的排除方法

故障原因分析排除方法

闭合开关,灯泡不亮,?表示数是零,?示数很大电压表直接接在了电源两极,小灯泡

开路

检查小灯泡与底座是否接

触良好,否则更换好的小

灯泡

闭合开关后发现小灯泡不亮,??都没有示数电路中除小灯泡外的某处接触不良

(或同时小灯泡的灯丝断了)

将连接各电路元件的接线

处重新连接,若同时小灯

泡的灯丝坏了,应更换

闭合开关S,发现小灯泡不亮,同时??有示数,但非常小??表有示数,说明电路是通路,灯

泡不亮,说明加载灯泡两端的电压太

小,使得通过灯泡的电流太小而不亮,

这可能是电源电压太小,或滑动变阻

器接入电路中的电阻过大

可以适当提高电源电压,

或将滑动变阻器接入电路

中的阻值调小

(五)欧姆定律和安全用电

1、欧姆定律和安全电压

(1)人体触电或引发火灾,都是由于电路中的电流过大造成的,从欧姆定律错误!未找到引用源。来考虑:

①电压越高越危险

②防止电阻过小。(如:湿手不能触摸开关和用电器,避免短路等)

(2)加在人体上但不会对人体造成危害的电压称为安全电压(≤36V)。

我国家庭电路电压=220V 动力电路电压=380V 高压输电线路电压可达105V

2、利用欧姆定律分析短路现象

导线不通过用电器而直接接在用电器或电源的两端,称之为短路。

由于并联,导线与和它并联的部分两端电压相同,而导线电阻很小,可以不计,则导线上必然通过一个大电流。若导线与用电器并联,则电流几乎不通过用电器,用电器不工作;若导线与电源并联,则大电流通过电源会将电源烧坏。

3、注意防雷

(1)雷电现象及破坏作用

雷电是大气中一种剧烈的放电现象。云层间、云层与大地间的电压可达几百万伏甚至几亿伏。根据欧姆定律,当发生雷电现象时,可以产生巨大的电流。

(2)避雷针

避雷针由金属制成,放在建筑物高处,当电荷传至避雷针尖,电荷会极易沿金属线流入大地,这条电流通道的建立可以中和云层和建筑物上的正负电荷,使得建筑物免遭雷电损坏。

4、利用欧姆定律解释触电现象

触电是由于电流过大造成的。根据错误!未找到引用源。,当电压过大或电阻过小时,都会产生大电流,造成触电事故。

(六)方法清单

1、利用欧姆定律进行计算步骤:

(1)根据题意画出电路图,看清电路的组成(串联还是并联)——分析连接方法

(2)明确题目给出的已知条件、未知条件——知道有什么、求什么

(3)针对电路类型(串、并),联系欧姆定律进行分析——核心分析

(4)列式求解

例:如图所示的电路中,电阻R1的阻值是10Ω,闭合开关S,电流表A1的

示数为2A,电流表A2的示数为0.8A,则电阻R2的阻值为。

2、如何判断电压表、电流表的示数变化

(1)明确电路的连接方式和各元件的作用

(2)认清滑动变阻器的连入阻值

(3)弄清电路图中电表测量的物理量

(4)分析电路的总电阻怎样变化和总电流的变化情况

(5)最后综合得出电路中电表示数的变化情况

例:如图所示电路中,电源电压恒定,R0为定值电阻,R为滑动变阻

器,闭合开关S后,在滑动变阻器滑片P左滑的过程中()

A.电流表A1的示数变小

B.电流表A2的示数变大

C.电压表示数变小

D.电灯的亮度变暗

3、滑动变阻器滑片移动时,电表的示数变化范围问题

关键是要讲变化问题变成不变问题,化繁为简。可以根据开关的断开与闭合或滑动变阻器滑片的移动情况,画出等效电路图,然后再应用欧姆定律,结合串并联电路的特点进行有关运算。

例:如图所示,电阻R1的阻值为5Ω

(1)当开关S1闭合,S2断开,滑片P滑至最左端时,电压表示数为6V,

电流表示数为0.3A,求滑动变阻器的最大阻值是多少?

(2)若R2的阻值为20Ω,当开关S1、S2均闭合,滑片P滑至最右端是,

电流表的示数是多少?

4、特殊方法测电阻(方案设计)

4.1有?,无?的方案设计

(可以利用电流表多次测量电路中的电流,运用并联分流原理,或利用开关的断开、闭合改变电路结构以设计等效实验方案)

(1)利用一只?和定值电阻R0测R x

移动电表法利用开关控制测量法

将?串联在R x支路上,闭合S,读出?示数I x;

再将?串联在R0支路上,闭合S,读出?示数I0。

将S断开,读出?示数I0(通过R0的电流);

再闭合S,读出此时?示数I(干路电流)。

根据U0=U x,得错误!未找到引用源。根据错误!未找到引用源。得错误!未找到引

用源。

(2)利用一只?和一只已知最大阻值为R max的滑动变阻器测R x

将滑片移到A端(此时变阻器连入的电阻为0),闭合S,读出电流表示数为I1;再将滑片移到

B端(此时变阻器连入的电阻为R max),闭合S,读出电流表示数I2。

根据串联电路特点:U=Ux+U R ,即错误!未找到引用源。,得错误!未找到引用源。

4.2有?,无?的方案设计

(1)利用一只?和一个定值电阻R0测R x

移动电表法利用开关控制测量法

先将?并联在R0两端,闭合开关S,测出电压U0;

再将?并联在R X两端,闭合开关S,测出U X

闭合S1,断开S2,测得R0两端的电压为U0;

断开S1,闭合S2,测得R0与R X串联的总电压U,

Ux=U—U0

根据串联电路中电流特点:I0=I X,得错误!未找到

引用源。

根据错误!未找到引用源。,得错误!未找到引

用源。

(2)利用一只?和一只已知最大阻值为R max的滑动变阻器测R x

将滑片P移到A端(此时变阻器接入电路的电阻为0),读出?示数U(等于电源电压);再将滑片P移到B端(此时变阻器接入电路的电阻为R max),读出?示数为Ux,U AB=U—U X。

根据错误!未找到引用源。,得错误!未找到引用源。

二、典型例题

1、(2012安徽.5)图示的电路中,电胆R1和R2串联接在AB两端,电压表并联接在R1两端。

已知R1=l0Ω,R2=20Ω,电压表示数为2.5V,则AB两端的电压U= _______V。

2、(2010.潍坊)如图所示,电源电压保持不变,闭合开关,将滑动变阻器的滑片

向右移动.电表的变化情况是( C )

A.电压表和电流表示数都变小B.电压表和电流表示数都变大

C.电压表示数变大,电流表示数变小D.电压表示数变小,电流表示数变大

3、(2010.山东潍坊)两定值电阻甲、乙的电流与电压关系图像如图所示,现在将

甲和乙并联后接在电压为3V的电源两端.下列分析正确的是( C )

A.甲的电阻是乙的电阻的两倍B.甲的电压是乙的电压的两倍

C.流过甲的电流是流过乙的两倍D.流过乙的电流是流过甲的两倍

4、(2010.上海)如图所示的电路中,闭合电键S,电路正常工作.一段时间

后灯L熄灭,一个电表的示数变大,另一个电表的示数变小.将两用电器位置

互换后再次闭合电键S,两个电表指针均发生明显偏转.若电路中只有一处故障,且只发生在灯L或电阻R上,则( B )

A.灯L断路 B.灯L短路

C.电阻R断路 D.电阻R短路

5、(2010.南京)如图所示,电源电压恒定.闭合开关S1、S2,电压表示数为9 V,电

流表示数为1.5A;断开开关S2,电压表示数为6V.则Rl和R2的阻值分别是( B ) A.6Ω 2Ω B.6Ω 3Ω

C.4Ω 2Ω D.4Ω 3Ω

6、(2010.芜湖)如图所示电路中,电源电压保持不变,闭合开关S后,将滑

动变阻器R2的滑片P向右移动,在此过程中( A )

A.电流表A示数变大,电压表V2示数变小

B.电流表A示数变大,电压表V1示数变小

C.电压表V1示数变小,电压表V2示数变大

D.电压表V1示数不变,电压表V2示数变大

7、(2010.荆门)如图所示电路中,电源电压U=4.5V,且保持不变,定值电阻R1=5Ω,变阻器R2最大阻值为20Ω,电流表量程为0~0.6A,电压表量程为0~3V.为

保护电表,变阻器接入电路的阻值范围是( D )

A.0Ω~10Ω

B.0Ω~20Ω

C.5Ω~20Ω

D.2.5Ω~10Ω

8、(2012泉州)遇到雷雨天气时,以下做法正确的是()

A.躲在大树下避雨

B. 在露天游泳池里游泳

C. 避免使用手机

D. 撑着金属杆的雨伞在野外行走

9、(2010.黄冈)右图是新型节能应急台灯电路示意图,台灯充好电后,

使用时可通过调节滑动变阻器接入电路的阻值R改变灯泡的亮度,假定电源电压、灯泡电阻不变,则灯泡两端电压U随R变化的图象是( C )

10、(2010.义乌)如图所示, MN 间电压恒定, R 1为定值电

阻,滑动变阻器 R2的最大阻值为 20 欧.当滑动变阻器滑片 P 处

于 a 端时,电流表示数为 0 . 25 安;当滑片 P 处于 ab 中点时,

电流表示数为 0 . 40 安,则 MN 间的电压是( D )

A .6 V

B .5 V

C .4 V

D .3 V

11、(2010.潍坊)(7分)某学习小组利用滑动变阻器、两个定值电阻R1、R2(5Ω、10Ω)、电压表、电流表、电源(6V)、开关、导线若干等器材,做探究实验.

(1)小明所在的实验小组做探究“电阻上的电流跟两端电压的关系”的实验.

①请你帮该小组设计一个记录实验数据的表格

②此实验需多测几组数据的目的是:减小实验误差 .

(2)下面是探究“串联电阻R1两端电压和R2两端电压与两电阻总电压关系”时的电路图

①根据电路图,将没有连接完的实物图连接好.导线不能交叉且适当选取电表量程.

②若电路图连接正确且电表完好,但不论怎样调节滑动变阻器,电流表无示数,电压表有示数,电路故障可能是(回答一种情况即可):R1断路或R2断路或R1和R2都断路或电流表短路

12、电阻R1和R2串联后接在某电路中,已知它们两端的电压之比为1:3,那么将它们并联后接入电路中,通过它们的电流之比为。

三、课堂练习

1、下列关于电流跟电阻、电压的关系中叙述正确的是()

A.导体中的电流越大,表明导体电阻越小

B.导体中的电流越小,说明导体两端的电压越小

C.当导体两端电压一定时,导体的电阻减小,通过的电流就会增大

D.对于同一导体来讲,电压与电流成正比

2、如图所示的电路中,定值电阻R1的阻值为60Ω,电源电压为6V。闭合开关S后,电流表示数为

0.3A。则定值电阻R2的阻值为Ω。

3、(2010.龙岩)如图所示的电路中,电源电压恒定不变,当开关S闭合时( C )

A.电压表示数变小,电流表示数变小,灯变暗

B.电压表示数变大,电流表示数变大,灯变亮

C.电压表示数不变,电流表示数不变,灯的亮度不变

D.电压表示数不变,电流表示数变小,灯变暗

4、(2010.烟台) 在今年理化生实验技能测试中,实验室准备的器材有:电源、电压表、电流表、滑动变阻器、开关、待测电阻及导线若干。在做测电阻的实验时,小明在连接电路过程中,由于疏忽把电压表和电流表的位置给颠倒了,其它连接正确无误。这个电路闭合开关后所产生的现象是( C )

A.电流表有读数,电压表的读数几乎为零

B.电压表将被烧坏

C.电压表有读数,电流表的读数几乎为零

D.电流表将被烧坏

5、(2010.成都) 在图所示的电路中,闭合开关S,让开关S1和S2断开,调节滑动变阻器的滑片P 使其位于变阻器的最左端口处,此时灯泡L恰好正常发光,电流表A和电压表V均有示数.已知变阻器的总电阻大于灯泡L的电阻,以下判断正确的是( B )

A.若保持S1和S2断开,让P缓慢向右滑动,灯泡L有可能被烧毁

B.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数均不变

C.若保持P在a处不动,S1仍断开,闭合S2后,A表和V表示数将变大

D.若保挣S2断开,将P移至变阻器最右端b,再闭合S1后,A表和V表均仍有示数

6、在甲、乙两地之间架设有两根输电线。在一次狂风暴雨之后,这两根输电线的某处发生了短路。为确定短路的具体位置,电力工人这样操作:他在甲地把这两根输电线的线头分别接到电压为3V的电池的正负极上,并且测出了这时输电线中的电流为30mA。测得电路中的电阻为Ω,一直输电线每米长的电阻为0.01Ω,那么发生短路的地方离甲地m。

7、在“探究电流跟电阻的关系”和“伏安法测电阻”这两个实验中,说法错误的是()

A.它们都是采用控制变量的研究方法

B.它们的实验电路在教科书中是相同的

C.前者多次测量的目的是分析多组数据,得出电流跟电阻的关系

D.后者多次测量的目的是取电阻的平均值,减小误差

8、电阻R1上标有“12Ω,0.5A”,电阻R2上标有“18Ω,0.3A”,把这两个电阻并联在同一电路中,为使两个电阻不被烧坏,电源电压最大不宜超过()

A. 6V

B. 5.4V

C. 11.4V

D. 4V

9、现在实验室中有以下实验器材:一个输出电压恒定的稳压电源,一只电流表,两个开关,导线若干和一个已知阻值的定值电阻R0。工人利用这些器材设计了如图18所示的实验电路来测定R X的电阻值。请你帮助工人完成以下实验步骤,并写出纯电阻元件RX的表达式。

Ⅰ、闭合开关S1,断开S2,读出电流表的示数为I1;

Ⅱ、____________,读出电流表的示数为I2;请用I1、I2和R0表示R X。R X = 。

10、小龙想利用一块电流表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小龙选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图20所示。小龙设计的实验电路的要求是:闭合开关S1断开开关S2,电流表测量R X的电流为I1;闭合开关S1、 S2,电流表测量R0和R X的电流为I2。

(1)请你根据小龙的设计要求完成图20所示的实验电路的连接;

(2)请你用I1、I2和R0表示出Rx,Rx= 。

四、课后练习

1、两个电阻,分别标了“3V 0.5A”和“6V 0.3A”的字样,将它们串联后接入电路中使用,那么电路中的电流不能超过A;将它们并联接入电路中,那么电路两端的

电压不能超过V。

2、(2011·恩施)小明在研究通过导体的电流时,根据测量数据绘制出如图所示

的I—U图像.下列对此作出的判断中,错误的是 ( )

A.通过R1的电流与它两端所加电压成正比

B. 通过R2的电流与它两端所加电压不成正比

C.将它们串联接入到同一电路中时,通过R1的电流较小

D.将它们并联连接到端电压为1.5 V的电路中时,通过干路的电流大约

是0.46A

3、(2010.莱芜)如图所示的电路中,R1、R2均为定值电阻,电源电压

不变,闭合开关S1、S2,两电表均有示数.若断开开关S2,则(C )

A.电流表的示数变大,电压表的示数变小

B.电流表的示数变小,电压表的示数变大

C.电流表和电压表的示数都变小

D.电流表和电压表的示数都变大

4、(2010.南昌)如图所示,开关S1闭合,当S2由1掷到2,电流表和电

压表的示数变化情况是( B )

A.电流表示数变小,电压表示数变大

B.电流表示数变小,电压表示数不变

C.电流表示数变大,电压表示数不变

D.电流表示数不变,电压表示数变小

5、如图所示的电路中,电源电压保持不变,当开关S闭合后,滑动变

阻器由中点向右滑动的过程中,下列说法正确的是()

A. 电流表A1示数变小,电流表A2示数不变

B. 电流表A1示数不变,电流表A2示数变小

C. 电流表A1示数变大,电流表A2示数变小

D. 电流表A1示数变小,电流表A2示数变大

6、(2011·内江)2011年5月1日开始实施的《刑法修正案(八)》,对“饮酒驾车”和“醉酒驾车”制定了严格的界定标准,如下表所示.

①内江交警在某次安全行车检查中,检测到某驾驶员100 mL的血液中酒精含量为66 mg,那么,该驾驶员属于________.

②如图甲所示是酒精检测仪的简化电路.其中,定值电阻Ro=10,电源电压为3 V;R为气敏电阻,它的阻值与酒精气体含量的关系如图乙所示.如果通过检测仪检测到驾驶员的血液中酒精含量为12%时,电流表的示数为________A.

7、某物理活动组想用“伏安法”测量一段合金丝的电阻,连接完实验电路,没有检查就进行了测量。他们发现,通过移动滑动变阻器得出的结果是,电流表的示数随着电压表示数的减小而增大,他们记录的测量结果如表所示,经仔细检查,所有器材均完好,只有一个元件接错了位置,接错的元件是,他们所使用的电源电压是V,这段合金丝的电阻为Ω。

试验次数电流表示数I/A 电压表示数U/V

1 0.

2 2

2 0.24 1

8、如图所示,几个同学在只有电流表或电压表时,利用一个已知阻值的电阻R0设计了四个测未知电阻Rx的电路,其中不可行的是()

A B C D

9、小龙想利用一块电压表和阻值已知的电阻R0测量电阻Rx的阻值。小龙选择了满足实验要求的器材,并连接了部分实验电路,如图16所示。小龙设计的实验电路的要求是:只闭合开关S和S1时,

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