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2019-2020年高考物理模擬試題專題匯編 專題5 電路與電磁感應(yīng) 第1講 直流和交流電路（A）（含解析） 選擇題 1.(xx?東城區(qū)二練?18)．利用金屬導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特點(diǎn)可以制成電阻溫度計。如圖甲所示為某種金屬導(dǎo)體的電阻R隨溫度t變化的圖線。如果用這種金屬導(dǎo)體做成測溫探頭，再將它連入如圖乙所示的電路中，隨著測溫探頭處待測溫度的變化，電流表示數(shù)也會發(fā)生變化。則在t1－t2溫度范圍內(nèi) A．待測溫度越高，電流表的示數(shù)越大　　　　B．待測溫度越高，電流表的示數(shù)越小 C．待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻增大　D．待測溫度升高，電流表的示數(shù)均勻減小 2.(xx?衡水高三調(diào)?20).現(xiàn)有甲、乙、丙三個電源，電動勢E相同，內(nèi)阻不同，分別為。用這三個電源分別給定值電阻R供電，已知，則將R先后接在這三個電源上的情況相比較，下列說法正確的是 ( ) A．接在甲電源上時，電源內(nèi)阻消耗的功率最大 B．接在甲電源上時，定值電阻R兩端的電壓最大 C．接在乙電源上時，電源的輸出功率最大 D．接在丙電源上時，電源的輸出功率最大 3.(xx?大慶實(shí)驗(yàn)中學(xué)三模?20)．如圖為一電源電動勢為E，內(nèi)阻為r的恒定電路，電壓表A的內(nèi)阻為10kΩ，B為靜電計，C1、C2分別是兩個電容器，將開關(guān)閉合一段時間，下列說法正確的是：（?。? A．若C1＞C2，則電壓表兩端的電勢差大于靜電計兩端的電勢差 B．若將變阻器滑動觸頭P向右滑動，則電容器C2上帶電量增大 C．C1上帶電量為零 D．再將電鍵S打開，然后使電容器C2兩極板間距離增大， 則靜電計張角也增大 4.（xx?寶雞三檢?20）、在如圖所示的電路中，電源的電動勢為，內(nèi)阻為，、為定值電阻，為滑動變阻器，為電容器。將滑動變阻器的滑動觸頭置于位置，閉合開關(guān)，電路穩(wěn)定時理想電壓表、的示數(shù)分別為、，理想電流表的示數(shù)為。當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭由滑到且電路再次穩(wěn)定時，理想電壓表、的示數(shù)分別為、，理想電流表的示數(shù)為。則以下判斷中正確的是（ ） A．滑動變阻器的滑動觸頭由滑向的過程中，電容器的帶電量減小 B．滑動變阻器的滑動觸頭由滑向的過程中，通過的電流方向由右向左 C．＞，＞，＞ D． 5.(xx?北京西城區(qū)二模19)．如圖是一個多用電表的簡化電路圖。S為單刀多擲開關(guān)，通過操作開關(guān)，接線柱O可以接通1，也可以接通2、3、4、5或6。下列說法正確的是（ ） A B E E′ 1 2 3 4 5 6 S O A．當(dāng)開關(guān)S分別接1或2時，測量的是電流，其中S接1時量程較大 B．當(dāng)開關(guān)S分別接3或4時，測量的是電阻，其中A是黑表筆 C．當(dāng)開關(guān)S分別接5或6時，測量的是電阻，其中A是紅表筆 D．當(dāng)開關(guān)S分別接5和6時，測量的是電壓，其中S接5時量程較大 6.(xx?天津武清三模?9)．（18分）（1）如圖所示，在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖中曲線，所示，則曲線、對應(yīng)的周期之比為________。曲線表示的交變電動勢的有效值為________V。 7.(xx?大慶三檢?19).某興趣小組用實(shí)驗(yàn)室的手搖發(fā)電機(jī)和理想變壓器給一個燈泡供電，電路如圖，當(dāng)線圈以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動時，電壓表示數(shù)是U1，額定電壓為U2的燈泡正常發(fā)光，燈泡正常發(fā)光時電功率為 P，手搖發(fā)電機(jī)的線圈電阻是r，則有（） A. 電流表的示數(shù)是 B．變壓器原副線圈的匝數(shù)比是 C．變壓器輸入電壓的瞬時值 D．手搖發(fā)電機(jī)線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值是 8.（xx?成都三診?3）．如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為5：1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈接有“220V，440W”的純電阻和“220V，220W”的電動機(jī)。如果副線圈兩端電壓按圖乙所示正弦規(guī)律變化，則下列說法正確的是（ ） A．副線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為 B．電壓表示數(shù)為 C．純電阻的發(fā)熱功率是電動機(jī)發(fā)熱功率的2倍 D．1min內(nèi)電動機(jī)消耗的電能為 9.(xx?綿陽三診?4.)u O -100 100 0.01 0.02 t/s u/V 圖乙 A V R 圖甲 圖甲為一理想變壓器，負(fù)載電路中R=5Ω，若原線圈兩端輸入電壓u是如圖乙所示的正弦交流，電壓表示數(shù)為10V，則（ ） A．輸入電壓u=100sin50πtV B．電流表示數(shù)為0.2A C．變壓器原副線圈匝數(shù)比為5:1 D．若輸入電壓穩(wěn)定，R阻值減小，則輸入電功率減小 10.（xx?西安交大附中三模?19）. 如圖所示，光滑的長直金屬桿上套兩個金屬環(huán)與一個完整正弦圖象的金屬導(dǎo)線ab連接，其余部分未與桿接觸。桿電阻不計，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是d，在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域，磁場的寬度為L，磁感強(qiáng)度為B，現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動，t=0時刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場，直到全部穿過的過程中，產(chǎn)生的感生電流或外力F所做的功為（ ） A．非正弦交變電流 B．正弦交變電流 C．外力做功為 D．外力做功為 11.(xx?張掖三診?20)．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，除R以外其余電阻不計。從某時刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1=220sinl00πtV。下列說法中正確的( ) A．時，電壓表的讀數(shù)為22V B．時，ac兩點(diǎn)電壓瞬時值為110V C．滑動變阻器觸片向上移，電壓表和電流表的示數(shù)均變大 D．單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，電壓表和電流表的示數(shù)均變小 12.（xx?聊城二模?19）如圖所示，有一面積為S、匝數(shù)為N、電阻不計的矩形線圈，繞軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動，矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P可上下移動，副線圈接有可調(diào)電阻R。從圖示位置開始計時，下列判斷正確的是（ ） A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為 B.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過的時間，通過電流表的電荷量為0 C.當(dāng)P不動，R增大時，電壓表讀數(shù)增大 D.當(dāng)P向上移動，R不變時，電流表讀數(shù)減小 13. (xx?龍巖綜測?16)．和是高壓輸電的兩條輸電線，現(xiàn)要通過變壓器測量和之間的電壓，下列四種電路連接正確的是（ ） A B C D 14.(xx?北京西城區(qū)二模17)．在如圖所示的電路中，L1、L2是兩個相同的小燈泡，A、B處的虛線框內(nèi)各接有一個電學(xué)元件。a、b兩端分別與直流電源和交流電源相連接，且直流電源的電壓與交流電源電壓的有效值相等。觀察兩種情況下燈泡的亮度。當(dāng)接直流電源時，L1不發(fā)光，L2正常發(fā)光；當(dāng)接交流電源時，L1發(fā)光，L2明顯變暗。則下列說法正確的是（ ） L1 L2 a b A B A．A中接的是電阻，B中接的是電容器 B．A中接的是電感線圈，B中接的是電阻 C．A中接的是電感線圈，B中接的是電容器 D．A中接的是電容器，B中接的是電感線圈 15.(xx?宿遷市三校檢測?7)R C L ~ ．如圖所示，理想變壓器原線圈接交流電源，副線圈接電阻箱R、電容器C和電感器L，下列說法正確的是( ) A．僅當(dāng)電阻箱R的阻值變大時，變壓器輸入功率減小 B．僅當(dāng)電容器C的正對面積增大時，通過它的電流減小 C．僅當(dāng)交流電源的頻率增大時，通過三個元件的電流都增大 D．僅當(dāng)在電感線圈L中插入鐵芯時，通過它的電流將減小 16.(xx?廣東七校三聯(lián)?14）0.02 乙 0.01 t/s u/V O 500 -500 ．如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時間變化的圖像，則（ ） 發(fā)電機(jī) 升壓 變壓器 用戶 降壓 變壓器 輸電線 甲 A．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 V C．輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D．當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小 17.(xx?吉林三模?21)．如圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為l：100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時其阻值變小。電壓表V顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時，升壓變壓器的輸入功率為750kW。下列說法中正確的有（ ） A．降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50Hz B．遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180kw C．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，電壓表V的示數(shù)變大 D．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，輸電線上的電流變大 第1講 直流和交流電路（A卷） 參考答案與詳解 1.【答案】B 【命題立意】考查閉合電路的歐姆定律的應(yīng)用 【解析】溫度越高電阻R越大，電流越小，故B正確。A錯誤。由甲圖可知，電阻隨溫度的變化關(guān)系可寫成，電路中電流，可知電流隨溫度的變化并不是線性關(guān)系，因此電流表示數(shù)不會均勻增大，CD錯誤。 2.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查閉合電路的歐姆定律。 【解析】A、三個電源的電動勢相同，而電阻，根據(jù)閉合電路歐姆定律得， 接在電源上時，內(nèi)電阻消耗的功率為：，則當(dāng)時，最大，則知接在甲電源上時，電源內(nèi)阻消耗的功率最大，故A正確； B、在甲電源上時，定值電阻兩端的電壓為：，由于甲的內(nèi)阻最大，故最小，故B錯誤； CD、電源的輸出功，由于丙電源的內(nèi)阻最小，故接在丙電源時電流最大，故接在丙電源上時，電源的輸出功率最大，故C錯誤，D正確。 故選：AD 3.【答案】CD 【命題立意】本題旨在考查電容器的動態(tài)分析、電容、閉合電路的歐姆定律。 【解析】A、由于靜電計的兩個電極是彼此絕緣的，電壓表是由電流表改裝成的，電路穩(wěn)定后，電路中沒有電流，電壓表兩端沒有電壓，而電容器C2充電，兩端存在電壓．所以電壓表兩端的電勢差小于靜電計兩端的電勢差，故A錯誤； B、電路穩(wěn)定后，電容器C2的電壓等于電源的電動勢，保持不變，將變阻器滑動觸頭P向右滑動，電容器C2的電壓不變，電量不變，故B錯誤； C、由于電壓表兩端沒有電壓，電容器C1沒有被充電，電量為零，故C正確； D、將電鍵S打開，電容器的電量Q不變，板間距離增大，電容C減小，由公式C=分析可知，板間電壓增大，靜電計張角增大，故D正確。 故選：CD 【易錯警示】本題難點(diǎn)在于分析電壓表兩端的電壓，抓住靜電計與電壓表結(jié)構(gòu)的區(qū)別：靜電計兩極是絕緣的，而電壓表的兩極是相通的。 4.【答案】BD 【命題立意】本題旨在考查電功、電功率、電容、閉合電路的歐姆定律。 【解析】滑動變阻器的滑動觸頭由滑到過程中，增大，電路中，電路再次穩(wěn)定時，減小，由閉合電路的歐姆定律可得：減小，增大，又有得：電容器的帶電量增大，故A錯誤；電容器再次充電，增大，由電源正負(fù)極方向可得通過的電流方向由右向左，故B正確；由于增大，減小，則減小，即，故C錯誤；由閉合電路的歐姆定律得：，故D正確。 故選：BD 5.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查多用電表的原理及其使用。 【解析】A、電表改裝時，并聯(lián)分流電阻成為電流表，并聯(lián)電阻越小分流越大，改裝成的電流表量程越大，故圖中1、2為電流測量端，測量時S接1時量程較大，故A正確； BC、測量電阻時歐姆表內(nèi)部應(yīng)接電源，由圖可知測電阻只有接3或4，由內(nèi)部電源正負(fù)極，可知A是紅表筆，故BC錯誤； D、要測量電壓，電流表應(yīng)與電阻串聯(lián)，由圖可知當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到位置5、6時，測量電壓，電流表所串聯(lián)的電阻越大，所測量電壓值越大，故當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)S旋到6的量程比旋到5的量程大，故D錯誤。 故選：A 6.【答案】(1) 2:3 ; （2） 【命題立意】該題考查交變電流的產(chǎn)生和規(guī)律 【解析】(1)a的周期為0.04s，b的周期為0.06s，故周期之比為2:3;（2）正弦交流電動勢的有效值為 ，已知 ，且 ，故可知。 7.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構(gòu)造和原理、交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理、正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻。 【解析】A、理想變壓器的輸入功率和輸出功率相等，燈泡正常發(fā)光時電功率為， 所以輸入功率為，電流表的示數(shù)是，故A正確； B、電壓與匝數(shù)成正比，所以變壓器的原副線圈的匝數(shù)比是．故B錯誤； C、線圈以較大的轉(zhuǎn)速n勻速轉(zhuǎn)動時，所以，所以變壓器輸入電壓的瞬時值，故C錯誤； D、手搖發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值是，故D正確。 故選：AD 8.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構(gòu)造和原理。 【解析】A、由圖乙可知，交變電流的峰值是，，初位相為，則副線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式為，故A錯誤； B、，則電壓表示數(shù)為，故B錯誤； C、純電阻的發(fā)熱功率為，而電動機(jī)的發(fā)熱功率遠(yuǎn)小于，純電阻的發(fā)熱功率不是電動機(jī)功率的2倍，故C錯誤； D、1min內(nèi)電動機(jī)消耗的電能，故D正確。 故選：D 9.【答案】B 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構(gòu)造和原理、電功、電功率。 【解析】A、由圖乙可知交流電壓最大值，周期，可由周期求出角速度的值，則可得交流電壓的表達(dá)式，故A錯誤； BC、根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，知原副線圈匝數(shù)比為，知副線圈電流，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比，知原線圈電流為，故B正確，C錯誤； D、阻值減小，電流表的示數(shù)變大，增大，則輸入電功率增大，故D錯誤； 故選：B 【易錯警示】根據(jù)圖象準(zhǔn)確找出已知量，是對學(xué)生認(rèn)圖的基本要求，準(zhǔn)確掌握理想變壓器的 特點(diǎn)及電壓、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵。 10.【答案】AC 【命題立意】本試題旨在考查導(dǎo)體切割磁感線時的感應(yīng)電動勢、電功、電功率。 【解析】金屬導(dǎo)線在磁場中運(yùn)動時，產(chǎn)生的電動勢為：，為導(dǎo)線切割磁 力線的有效長度， 在導(dǎo)線運(yùn)動的過程中，隨時間的變化為： ， 則導(dǎo)線從開始向右運(yùn)動到的過程中（如圖）有： 則此過程中電動勢的最大值為：，此過程中電動勢的有效值為： ， 導(dǎo)線從向右運(yùn)動到的過程中（如圖）有： 即：，所以： 導(dǎo)線從向右運(yùn)動到的過程與導(dǎo)線從開始向右運(yùn)動的過程相同（如圖）， 則在這三段中運(yùn)動的時間各為，， 在整個過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為：，解得： 因?qū)Ь€在拉力的作用下勻速運(yùn)動，所以拉力所做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能， 即： 由以上分析可知，電流不按正弦規(guī)律變化，不是正弦式電流，故AC正確，BD錯誤。 故選：AC 11.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構(gòu)造和原理、正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率。 【解析】A、原線圈兩端電壓有效值為，副線圈兩端電壓有效值為，電 表測量的是有效值，故A正確； B、時，ac兩點(diǎn)電壓瞬時值為，故B錯誤； C、滑動變阻器觸片向上移，電阻變大，副線圈的電壓由匝數(shù)和輸入電壓決定，伏特表的示數(shù)不變，安培表示數(shù)減小，C錯誤； D、單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，匝數(shù)比變大，匝數(shù)與電壓成正比，所以伏特表和安培表的示數(shù)均變小，故D錯誤。 故選：AD 12.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理、正弦式電流的最大值和有效值、周期和頻率。 【解析】A、從垂直于中性面時開始計時，矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表 達(dá)式為，故A正確； B、矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間時，轉(zhuǎn)過的角度為，磁通量一直增加，電流方向沒有改變，故通過電流表的電荷量為：（其中為總電阻），故B錯誤； C、交流發(fā)電機(jī)內(nèi)電阻不計，故變壓器輸入電壓不變，根據(jù)理想變壓器的變壓比公式，當(dāng)P位置不動，增大時，電壓表讀數(shù)不變，仍然等于發(fā)電機(jī)的電動勢有效值； D、當(dāng)P位置向上移動、不變時，根據(jù)理想變壓器的變壓比公式，輸出電壓變大，故電流變大，功率變大，故輸入電流也變大，故電流表讀數(shù)變大，故D錯誤。故選：A 13.【答案】A 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構(gòu)造和原理。 【解析】要通過變壓器測量和之間的電壓，需要電壓互感器，即變壓器的原線圈要接在和之間； 由于電壓不能超過電表量程，要通過變壓器降壓，根據(jù)，原線圈匝數(shù)要多于副線圈匝數(shù)。 故選：A 【舉一反三】解題關(guān)鍵是明白電壓互感器和電流互感器的工作原理，一個是減小電流，另一個是減小電壓，目的都是為了測量危險高壓電路的電壓，電流問題。 14.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查電容器和電感器對交流和直流的導(dǎo)通和阻礙作用。 【解析】由題意可知，當(dāng)直流電源時，L1不發(fā)光，L2正常發(fā)光，可知A處電路被阻斷，所以A處接的是電容器；當(dāng)接交流電源時，A處接的是電容器可通交流，所以L1發(fā)光，而L2明顯變暗，可知接通時，有反向電壓加在B處，即B處接電感線圈，通交流電時，由于自感作用，使L2明顯變暗；綜上所述，選D。 故選：D 【易錯警示】本題要抓住電容器與電感的特性：電容器具有通交流，隔直流，電感具有通直流、阻交流的特性。 15.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查變壓器的構(gòu)造和原理、電功、電功率。 【解析】A、僅當(dāng)電阻箱R的阻值變大時，副線圈電阻變大，電壓不變，電流變小，所以副 線圈功率變小，則變壓器的輸入功率減小，故A正確； B、僅當(dāng)電容器C的正對面積增大時，電容器的電容增大，通過它的電流增大，故B錯誤； C、電感線圈對交流電的阻礙作用與交流電的頻率成正比，電容對交流電的阻礙作用與交流 電的頻率成反比，故當(dāng)交流電頻率增大時，電感線圈的阻礙作用增大，電容對交流電的阻 礙作用變小，電阻的阻礙作用不變，所以電感的電流減小，電容的電流增大，電阻的電 流不變，故C錯誤； D、當(dāng)在電感線圈L中插入鐵芯時，線圈的自感系數(shù)增大，通過它的電流將減小，故D正確。 故選：AD 16.【答案】D 【命題立意】本題旨在考查遠(yuǎn)距離輸電、變壓器的構(gòu)造和原理。 【解析】A、發(fā)電機(jī)的輸出電壓隨時間變化的關(guān)系，由圖可知，，故 ，故A錯誤； B、由圖象可知交流的最大值為，因此其有效值為，故B錯誤； C、輸電線的電流由輸送的功率與電壓決定的，與降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比無關(guān)，故C錯誤； D、當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時，用戶的功率減小，降壓變壓器的輸出功率減小，則輸入的功率減小，輸入的電流減小，輸電線上損失的功率減小，故D正確。故選：D 17.【答案】AD 【命題立意】本題旨在考查遠(yuǎn)距離輸電、電功、電功率。 【解析】A、由圖乙知交流電的周期，所以頻率為，A正確； B、由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知副線圈電壓為，所以輸電線中的電流為：，輸電線損失的電壓為：，輸電線路損耗功率為：，B錯誤； C、當(dāng)傳感器所在處出現(xiàn)火警時其阻值減小，副線圈兩端電壓不變，副線圈中電流增大，定值電阻的分壓增大，所以電壓表的示數(shù)變小，C錯誤； D、由C知副線圈電流增大，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知輸電線上的電流變大，D正確。 故選：AD 【舉一反三】解決本題的關(guān)鍵知道：1、輸送功率與輸送電壓、電流的關(guān)系；2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系；3、升壓變壓器輸出電壓、降壓變壓器輸入電壓、電壓損失的關(guān)系；4、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關(guān)系。