- 交变电流
- 共2642题
某同学利用如图所示的电路测量电源的电动势和内电阻。他利用测量出来的几组电压和电流值画出了U-I图线。根据图线求出的电源电动
E = ____,
电源的内电阻r____。
正确答案
U0 r=
图线纵截距表示电动势E,斜率的绝对值表示内阻r。所以E = U0电源的内电阻r=
(8分)为了测量某电池的电动势 E(约为3V)和内阻 r,可供选择的器材如下:
A.电流表G1(2mA 100Ω) B.电流表G2(1mA 内阻未知)
C.电阻箱R1(0~999.9Ω) D.电阻箱R2(0~9999Ω)
E.滑动变阻器R3(0~10Ω 1A) F.滑动变阻器R4(0~1000Ω 10mA)
G.定值电阻R0(800Ω 0.1A) H.待测电池
I.导线、电键若干
(1)采用如图甲所示的电路,测定电流表G2的内阻,得到电流表G1的示数I1、电流表G2的示数I2如下表所示:
根据测量数据,请在图乙坐标系中描点作出I1—I2图线。由图得到电流表G2的内阻等于_________Ω。
(2)在现有器材的条件下,测量该电池电动势和内阻,采用如图丙所示的电路,图中滑动变阻器①应该选用_________,电阻箱②选________(均填写器材代号)。
(3)根据图丙所示电路,请在图丁中用笔画线代替导线,完成实物电路的连接。
正确答案
(8分)(1)如图乙 200 (2分)
(2)R3或E(2分) R2或D(2分)
(3)如图丁(2分)
(1)两电流表并联关系,根据表中数据可知,电流与电阻成反比,
,所以由图得到电流表G2的内阻等于200Ω
(2)为了便于调节变阻器应该选用小阻值的E,变阻箱最大阻值近似为,所以应该选D
(3)实物图如下
(1)某电阻丝R的额定电压为3V,为测量其电阻值, 1某同学先用多用电表粗测其电阻.用已经调零且选择开关指向欧姆挡“×10”档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的“ ▲ ”档位(选填“×100”或“×1”),然后进行 ▲ ,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如右图所示,则此段电阻丝的电阻为 ▲ Ω.
(2)现要进一步精确测量其阻值实验室提供了下列可选用的器材
A:电流表A1(量程300mA,内阻约1Ω)
B:电流表A2(量程0.6A,内阻约0.3Ω)
C:电压表V1(量程3.0V,内阻约3kΩ)
D:电压表V2(量程15.0V,内阻约5kΩ)
E:滑动变阻器R1(最大阻值为10Ω)
F:滑动变阻器R2(最大阻值为500Ω)
G:电源E(电动势4V,内阻可忽略)
H:电键、导线若干。
为了尽可能提高测量准确度,应选择的器材为(只需填器材前面的字母)
电流表__ ▲___.电压表___ ▲_____.滑动变阻器_____ ▲_____.
(3)下列给出的测量电路中,最合适的电路是_ ▲ __。
A B C D
(4)由于电表的内阻会给实验结果带来影响,为了精确测量该电阻的阻值,在上面实验中先测出 ▲ 表(选填“电压”、或“电流”)的内阻。
正确答案
(1) 1 欧姆调零 12
(2) A C E
(3) B (4) 电压
1)根据多用电表欧姆挡读数=指针指示值×倍率确定如何换倍率.
(2)估算电阻上最大电压和最大电流,选择电表量程.根据该电阻与变阻器最大电阻的关系选择变阻器.
(3)根据该电阻与两电表内阻的倍数关系选择电流表的接法,根据变阻器最大电阻与该电阻的关系选择分压式或限流式.
(4)要精确测量该电阻的阻值,若电流表外接,要先测出电压表内阻;若电流表内接,要先测出电流表内阻.
解:(1)多用电表指针的偏转角度太大,指示值太小,要使指针指在中央附近,指示值变大,根据欧姆挡读数=指示值×倍率可知,应换用倍率小的挡位,用×1挡.
换挡后,要重新进行欧姆调零.此段电阻丝的电阻为12Ω.
(2)电阻丝R的额定电压为3V,故电压表选C.
该电阻中最大电流约为Imax=A=250mA,故电流表选A.
此段电阻丝的电阻约为12Ω,比较小,变阻器选E,采用分压式接法.
(3)由于,采用电流外接法,故选B.
(4)由图测量值R测=,为了精确测量该电阻的阻值,实验中要先测出电压表的内阻.
故本题答案是:
(1)×1 欧姆调零 12
(2)A C E
(3)B
(4)电压
下面的实验你可能用到这样一个原理:图1电路可等效为图2的电源,若图1中电源的电动势为E0,内阻为r0,电阻为R;图2中等效电源的电动势为E,内阻为r.可以证明.请完成下列实验
(1)某同学在“测定电源的电动势和内阻”实验时,
①他们采用图3的实验电路进行测量,图4给出了实验所需要的各种仪器,请你按电路图把实物连成实验电路.
②这位同学测量时记录了5组数据,并将数据填入了表格中.请你根据这些数据在坐标系图5画出图线根据图线求出电池的电动势E= _________ V,内阻r= _________ Ω(结果保留到小数点后两位)
③这位同学对以上实验的系统误差进行了分析.其中正确的是 _________ .
A.主要是由电压表的分流引起的
B.主要是由电流表的分压引起的
C.电动势测量值小于真实值
D.内阻测量值大于真实值
(2)另一个同学用一支电流计,滑动电阻器(满偏电流为Ig,内阻为r),滑动变阻器,干电池(电动势为E,内阻为r)设计了如图6的电路,该电路被称为顺向刻度欧姆电流表,即指针不偏时,被测电阻为零,指针偏满时,被测电阻为∞,该电表已调整好,令此时.若电流计满刻度的格数为N,当红黑表笔间接被测电阻Rx时,指针偏转格数为
,则Rx= _________ (用R0表示)
正确答案
(1) ①(2分)
②1.47±0.01V (1分) 0.50±0.02Ω(1分) 作图(1分)③AC(2分)(2) 3R0(3分
)
试题分析:(1)按照电路图连接;(2)根据闭合电路的欧姆定律可得:图象纵轴截距表示电动势大小,斜率表示内电阻;(3)电流表测的不是干路电流,所以引起误差的原因是电压表分流;(4)电表已调整好,表明红、黑表笔间未接待测电阻时,电流计指针正好满偏,此时电流计两端电压为
。将该电路整体视为等效电源,红、黑表笔相当于等效电源的负极和正极,此时等效电源外电路处于断路,红、黑表笔间电压的大小等于等效电源电动势大小
,红、黑表笔分别与电流计负、正接线柱电势相等,所以
。根据题干已知条件,可知
为等效电源内阻。当红、黑表笔间接被测电阻
时,指针偏转格数
,表明此时红黑表笔间电压
,即等效电源外电压为
,则等效电源内阻
分得电压为
,所以,此时等效电源的外电阻
。
(6分)如图所示电路为用电流表和电压表测未知电路R的两种实验电路,甲、乙两图中各同种仪器对应的规格都相同。电压表的量程为10V、内电阻RV约为15 kΩ,电流表量程为100mA、内电阻约为50Ω,待测电阻R约为100Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω、最大允许电流0.5A,电池的电动势E=10V,内阻可忽略。
(1)请在答题卡内对应位置的虚线框内分别画出这两个实验电路对应的电路图。
(2)关于这两个电路下列说法中正确的是
A.乙图中电压表的b接线柱为负接线柱
B.为了使待测电阻两端电压有较大的变化范围,滑动变阻器按甲图所示的接法较为合理
C.为了减小由于电表内电阻对测量的影响,电流表按乙图所示的接法较为合理
D.若用甲图进行测量,闭合开关前,滑动变阻器的滑动头应调至最左端
正确答案
(1)电路图如下(2)BD
试题分析:(1)实物图转化电路图,甲图中电流表外接,滑动变阻器为分压式,乙图中,滑动变阻器为限流式,电流表为内接,电路图见答案(2)乙图中,电压表并联在电路中, b接线柱接的是电源正极,应该是正接线柱,选项A错。甲图中的分压式接入法,使得待测电路电压可以从0开始调节,范围较大,而乙图限流式,电压并不能从0开始调节选项B对。根据待测电阻,即大内偏大小外偏小,电流表选择外接法如甲图,选项C错。若选择甲图测量,为保护电路,一开始应该让电压表等于0,即待测电阻被短路,滑动变阻器的滑片移动到最左端,选项D对。
一个小灯泡的额定电压为6.3V,额定电流约为0.3A,用以下所给的实验器材描绘出小灯泡的伏安特性曲线。
电源E1:电动势为8.0V,内阻不计; 电源E2:电动势为12.0V,内阻不计;
电压表V:量程0—10V,内阻约为10kΩ; 电流表A1:量程0—3A,内阻约为0.1Ω;
电流表A2:量程0—300mA,内阻约为1Ω;
滑动变阻器R:最大阻值10Ω,额定电流1.0A; 开关S,导线若干。
小题1:依照实验要求将图中的实物图连接成实验电路。
小题2:实验中电源应该选用 ;电流表应该选用 。
小题3:实验测出的数据如下表所示,依照这些数据在图所示的坐标纸中描绘出该小灯泡的伏安特性曲线。
正确答案
小题1:见下图
小题2: E1 、 A2
小题3:请在下面的坐标纸上用水笔描绘出伏安特性曲线
小题1:小灯泡灯丝电阻较小,所以选用电流表外接,描绘小灯泡的伏安特性,需要将电压从零调起,即滑动变阻器分压式接法,连接成实验电路如下图
小题2:小灯泡额定电压6.3V,所以实验中电源应该选用E1;小灯泡额定电流0.3A,则电流表应该选用A2
小题3:伏安特性曲线如下图
有一个小灯泡上标有“4 V,2 W”的字样,现要描绘这个灯泡的伏安特性图线.有下列器材供选用: A. 电压表(0~5 V,内阻约为10 kΩ)
B. 电压表(0~10 V,内阻约为20 kΩ)
C. 电流表(0~0.3 A,内阻约为1 Ω)
D. 电流表(0~0.6 A,内阻约为0.4 Ω)
E. 滑动变阻器(10 Ω,2 A)
F. 学生电源(直流6 V),还有电键、导线若干
(1) 实验中所用电压表应选用 ,电流表应选用 表示).
(2) 实验时要求尽量减小实验误差,测量电压从零开始多取几组数据,请将下图中实物连接成满足实验要求的测量电路.
(3) 某同学根据实验得到的数据画出了该小灯泡的伏安特性曲线(如图所示),若用电动势为3 V、内阻为2.5 Ω的电源给该小灯泡供电,则该小灯泡的实际功率是 W.
正确答案
(1) A;D(各1分) (2) 如图所示(4分) (3) 0.80(0.78~0.82)(2分)
分析:(1)仪表的选择应本着安全准确的原则;电压表要测量灯泡两端的电压,故应通过灯泡的额定电压值判断需要的电压表;由流过灯泡的电流判断需要的电流表;由题意判断需要的滑动变阻器;
(2)根据滑动变阻器分压及限流接法的不同作用,结合题意选择滑动变阻器的接法;由电流表、电压表与灯泡内阻间的大小关系确定电流表的接法.
解答:解:(1)因灯泡的额定电压为4V,为保证安全选用的电压表量程应稍大于4V,但不能大太多,量程太大则示数不准确;故只能选用0~5V的电压表,故选A;
由P=UI得,灯泡的额定电流I=P/U=2/4=0.5A;故电流表应选择0~0.6A的量程,故选D;
(2)由题意要求可知,电压从零开始变化,并要多测几组数据,故只能采用滑动变阻器分压接法,灯泡的电阻约为R= U2/P=8Ω,跟电流表内阻接近,所以用电流表外接法,实物图连接如图所示.
(3)当灯泡接入电动势为3V、内阻为2.5Ω的电源中时,
由闭合电路欧姆定律E=U+Ir
U=3-2.5I
画出U-I图象,与该小灯泡的伏安特性曲线的交点表示该灯泡接入电路中的电压和电流,由图读出通过灯泡电流为0.4A,两端电压为2.0V,所以功率为0.8W.
故答案为:(1)A;D(2)如图所示(3)0.80(0.78~0.82)
点评:本题考查实验中的仪表选择及接法的选择;应注意滑动变阻器分压及限流接法的区别及应用,同时还应明确内外接法的不同及判断.
一个电灯,电阻为4R,试设计一个电路,使电灯两端的电压调节范围尽可能大,可利用的器材有:一个电动势为
,内阻为的电源;一个最大阻值为R的滑动变阻器;开关、导线若干。 (1)设计实验电路,并画出实验电路图。
(2)灯泡两端电压可调节的范围是多少?
正确答案
(1)参见解析
(2)0—
此题考查设计实验的原理和方法。
(1)若采用滑动变阻器限流式接法,灯泡两端电压的最小值大于零,因而电压调节范围较小。若采用分压式接法,灯泡上的电压变化范围约为0—,显然,滑动变阻器被当作分压器使用时,灯泡上电压的调节范围比限流时调节范围大,设计电路如图4所示。
(2)当滑片P滑到滑动变阻器的左端a时,灯泡两端电压U1=0;当滑片P滑到右
端b时,有: I2=
, U2=I
所以灯泡两端电压可调节的范围是0—
有一标有“6V,1.5W”的小灯泡,现用图2(a)所示电路测量其在不同电压下的实际功率,提供的器材除导线和开关外,还有:
E.滑动变阻器10Ω 2A
F.滑动变阻器1kΩ 0.5A
(1)实验中电流表应选用 (用序号表示),滑动变阻器应选用 。
(2)试按图(a)电路将图(b)所示器材连成电路
正确答案
(1)C E
(2)
(1)选电流表实际上是选量程。先估算一下通过电流表的电流,由小灯泡的规格可知通过的电流最大不能超过0.25A。因此选C。在该题中滑动变阻器接成分压器,此时要求滑动变阻器的电阻比用电器的电阻小,至少应差不多;小灯泡的电阻在正常工作时约为24Ω,所以滑动变阻器不能选F,应选E,但不应忘记还要核对一下电流是否会超过其允许值,E的最大允许电流是2A,实验中的最大电流只有0.25A,选E也是安全的。
(2)连接实物图实际上是考查仪器的使用方法。这里要注意电表正负接线柱的接法、滑动变阻器做分压器时连接特点。具体连线时,可以先连主回路,把电源、开关、滑动变阻器连成一个回路;然后再连上支路,从滑动变阻器的滑动头和一个固定端接出,连上电流表、小灯泡,最后将电压表并联在小灯泡上。连接情况如图所示。
滑动变阻器常用来调控用电器上的电压,一般有限流和分压两种形式,为了有较大的调节范围,且操作方便,当滑动变阻器的电阻R比用电器电阻R0大得多时,应选用限流的方式;R比R0小或差不多时,应选用分压方式。
某研究性学习小组为探究小灯泡灯丝电阻与温度的关系,设计并完成了有关的实验,以下是实验中可供选用的器材.
A.待测小灯泡(额定功率6W,额定电流0.5A)B.电流表(量程0~0.6A,内阻0.1Ω)
C.电压表V1(量程0~5V,内阻约5kΩ) D.电压表V2(量程0~15V,内阻约15kΩ)
E.滑动变阻器R1(最大阻值50Ω) F.滑动变阻器R2(最大阻值1kΩ)
G.直流电源(电动势15V,内阻可忽略) H.开关一个,导线若干
实验中调节滑动变阻器,小灯泡两端电压可以从零至额定电压范围内变化,从而测出小灯泡在不同电压下的电流.
(1)实验中电压表应选 ;滑动变阻器应选 。(填仪器后字母)
(2)请在虚线框中画出为完成上述实验而设计的合理的电路图.
(3)如图所示是该研究小组测得小灯泡的I-U关系图线.由图线可知,小灯泡灯丝电阻随温度的升高而_________(填“增大”、“减小”或“不变”);根据此图给出的信息,若把小灯泡直接接在一个电源电动势为12V,内阻为30Ω的直流电源上,小灯泡的实际功率约为 。(计算结果保留三位有效数字)
正确答案
(1)V2 R1 (2)如图 (3)增大 2.79—2.90
试题分析:(1)由伏安特性曲线知,电压、电流的测量值,故电压表选择V2;电压从零开始连续变化,故滑到变阻器用分压式接法,为调节的方便,选择R1;(2)由测量数据估算灯泡阻值的大小,知为小电阻,故测量电路用电流表的外接法,控制电路分压式,电路图如图所示
(3)图线切线的斜率定性描述电阻的倒数,所以小灯泡灯丝电阻随温度的升高而增大,小灯泡直接接在一个电源电动势为12V,内阻为30Ω的直流电源上,根据闭合电路的欧姆定律,
,在同一坐标中画出U-I图线,其交点为灯泡电压、电流的实际值,再根据功率P=UI可得:P=2.82W。
在“描绘小电珠的伏安特性曲线”实验中,用导线a、b、c、d、e、f、g和h按甲图所示方式连接好电路,电路中所有元器件都完好,且电压表和电流表已调零.闭合开关后: (1)若不管怎样调节滑动变阻器,小电珠亮度能发生变化,但电压表、电流表的示数总不能为零,则可能是________导线断路.(2)某同学测出电源和小电珠的U-I图线如乙图所示,将小电珠和电阻R串联后接到电源上,要使电路中电流为1.0 A,则R=________Ω.
正确答案
(1) g (2) 0.8 Ω
试题分析:(1)由图知,当滑动变阻器采用限流式接法时,电表示数不能调为零,故发生断路的是导线g;
(2)由乙图知,电源电动势为E=3V,内阻为r=1Ω,当电流为1.0A时,小电珠的电压为UL=1.2V,电源内电压为Ir=1V,所以电阻R的电压为UR=E-UL-Ir=0.8V,所以.
(7分)某同学用如图所示装置“研究物体的加速度与外力关系”,他将光电门固定在气垫轨道上的某点B处,调节气垫导轨水平后,用重力为F的钩码,经绕过滑轮的细线拉滑块,每次滑块从同一位置A由静止释放,测出遮光条通过光电门的时间t。改变钩码个数,重复上述实验。记录的数据及相关计算如下表。
(1)为便于分析F与t的关系,应作出 的关系图象,并在如图坐标纸上作出该图线。
(2)由图线得出的实验结论是 。
(3)设AB间的距离为s,遮光条的宽度为d,请你由实验结论推导出物体的加速度与外力的关系 。
正确答案
(1)
(2)与
成正比
(3)
在误差允许范围内,物体质量一定时,加速度与外力成正比
试题分析:(1)通过表中数据,大致看出与
成正比,因此应作出
图象。(2)所得的图线是一条直线,所以
与
成正比。(3)推导过程:
所以a与
成正比,而
与
成正比,因此a与F成正比。在误差允许范围内,物体质量一定时,加速度与外力成正比
一节电动势约为9 V,内阻约为2 Ω的电池,允许通过的最大电流是500 mA.为了精确测定该电池的电动势和内电阻.选用了总阻值为50 Ω的滑动变阻器以及电流表和电压表,连成了如图所示的电路.
(1)为了防止误将滑动变阻器电阻调为零而损坏器材,需要在电路中接入一个定值电阻R0,最适合的是( )
A.10 Ω,5 W B.10 Ω,0.5 W
C.20 Ω,5 W D.20 Ω,0.5 W
(2)电路连好后,由于电路中有一处发生了故障,闭合开关K时发现电压表有示数而电流表没有示数,断开导线“1”的B端,将其分别接到C、D、E、F各点时,发现电压表的示数都接近9 V,而接到G、H、J各点时,发现电压表的示数都为零,可能出现的故障是( )
A.定值电阻R0断路
B.滑动变阻器滑片P接触不良
C.滑动变阻器EF间电阻丝断路
D.电流表断路
(3)在其他器材不变的情况下,再取一节上述规格的电池,与原来的电池串联组成电池组,测量这个电池组的电动势和内电阻,且操作无误.
①在虚线框内画出实验电路原理图.
②实验中,当电流表读数为I1时,电压表读数为U1;当电流表读数为I2时,电压表读数为U2.则可以求出E=________,r=________.(用I1,I2,U1,U2及R表示)
正确答案
(1)C (2)B (3)①
②,
试题分析: (1)根据电源的电动势和内电阻的大约值,当滑动变阻器被短路时,由闭合电路的欧姆定律可得:,所以
,此时
上消耗的电功率约为
,所以最合适的是C.
(2)断开导线“1”的B端分别接C、D、E、F时电压表示数为9 V,说明定值电阻和滑动变阻器的电阻线都是通的,接G、H、J时电压表无示数,说明滑动变阻器到电流表之间有断路,由此可判断电路故障就在滑动变阻器的电阻线到金属杆之间,所以一定是滑动变阻器的滑片P接触不良,故选B.
(3)①电路原理图如图所示:
②根据电路图可知,当电流表的示数为,电压表的示数为
,由闭合电路的欧姆定律可得:
,同理,当电流表的示数为
,电压表的示数为
,有
,联立以上两式可解得:
,
.
点评:在实验中应注意实验的安全和准确;同时还要注意实验中的数据处理方法,本题采用的是联立方程的方法求解.
某实验小组采用如图甲所示的装置探究功与速度变化的关系,小车在橡皮筋的作用下弹出后,沿木板滑行,打点计时器工作频率为50 Hz.
(1)实验中木板略微倾斜,这样做____________(填答案前的字母).
A.是为了释放小车后,小车能匀加速下滑
B.是为了增大橡皮筋对小车的弹力
C.是为了使橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功
D.是为了使橡皮筋松驰后小车做匀加速运动
(2)若根据多次测量数据画出的W-v草图如图乙所示,根据图线形状可知,对W与v的关系作出的以下猜想肯定不正确的是________.
A.W∝ B.W∝
C.W∝v2 D.W∝v3
正确答案
(1)C (2)AB
试题分析:(1)使木板倾斜,小车受到的摩擦力与小车所受重力的分析大小相等,在不施加拉力时,小车在斜面上受到的合力为零,小车可以在斜面上静止或做匀速直线运动,小车与橡皮筋连接后,小车所受到的合力等于橡皮筋的拉力,橡皮筋对小车做的功等于合外力对小车做的功,故ABD错误,C正确;故选C.根据图象结合数学知识可知,该图象形式和y=xn(n=2,3,4)形式,故AB错误,CD正确,故选AB。
某学习小组的同学拟探究小灯泡L的伏安特性曲线,可供选用的器材如下:
①小灯泡L,规格“4.5V.0.5A”;
②电流表A,量程0.6A,内阻r约为0.2Ω;
③电压表V,量程15V,内阻约为15 kΩ;
④滑动变阻器R,阻值范围0~10Ω;
⑤学生电源E,电动势6V,内阻不计;
⑥开关S及导线若干.
(1)甲同学设计了下图(右图)所示的电路进行测量,请按照右边电路图把实物图中未完成的连线补充完整.
(2)乙同学经分析发现甲同学实验精度不高,又从实验室找来Ig=100μA,Rg=1000Ω的灵敏电流计和电阻箱(0—99999.9Ω),想把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表,需要把电阻箱调成 Ω的阻值,并与灵敏电流计 (填“串”或“并”)联在电路中来替代实验中的电压表.
(3)乙同学用改装的电压表实验得到数据,现要以纵坐标表示通过电流表A的电流I,横坐标表示通过灵敏电流计的电流IG,画出I -IG图线,他已经把数据画在坐标纸上,请帮他把图线画出来.
(4)乙同学通过查找资料发现同等型号的小灯泡的灯丝在27℃时电阻是2.1Ω,并且小灯泡灯丝电阻值与灯丝温度的关系为R=k(273+t),k为比例常数。请估算灵敏电流表的电流IG=60μA时该灯泡灯丝的温度约为 ℃。
正确答案
(1)
(2) 49000Ω 串联 (3)连成折线的不给分,连成光滑曲线即可给分(4) 840~870均可
试题分析:(1)伏安特性曲线滑动变阻器要求连接为分压式,根据小灯泡电阻约为,而
,根据小外偏小,电流表选择外接式,如下图
(2)把灵敏电流计改装成量程为5V的电压表需要串联一个大电阻,串联后的总电压最大等于,即电流最大时,电压等于
,所以有
可得
。
(3)用光滑的曲线把个点描起来如下
(4)27℃时电阻是2.1Ω,带入公式R=k(273+t)可得, 当灵敏电流表的电流IG=60μA时改装后的电压表读数即
,而此时根据上一问的图像可判断电流表A的读数为
,所以灯泡电阻为
,带入公式R=k(273+t)可得温度
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