49部编物理专题 电路的识别转化和和设计解析版.docx
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49部编物理专题电路的识别转化和和设计解析版
15.6电路的识别、转化和设计
1.电路识别的四种方法:
(1)电流法:
判断电流流经的路径是一条还是多条,如果是一条则是串联,如果电流流到某个位置开流,则是并联;
(2)断路法:
使电路中任一用电器与电路断开,如果其他的用电器都不能工作,则这些用电器是串联;若对其他用电器没有影响,则所有用电器并联;
(3)去表法:
如果电路中有电压表和电流表,可以将电压表相当于断路,将电流表相当于短路;
(4)节点法:
电路中两条或者两条以上支路的交叉点称为节点,利用节点排列的规范化作成等效电路图来识别电路的方法叫节点法。
2.实物图与电路图转化的步骤:
(1)根据电流的流向,判断是串联还是并联,如果是并联,则接着判断出哪些元件在干路,哪些元件在支路,同一条支路的元件用同一序号标记;
(2)根据先串后并的原则,从电源的正极出发,沿电流的方向先选择一条元件较多的支路进行转化;
(3)在分流点和汇合点再补接其他支路。
类型一:
电路的识别
例1.如图所示,电冰箱的压缩机由一个温控开关S1自动控制。
当温度高于设定温度时,S1自动闭合,温度低于设定温度时,S1自动断开;冷藏室中的照明灯是由开关S2控制,冰箱门开时S2闭合,冰箱门关时S2断开。
下列说法正确的是( )
A.照明灯和压缩机是串联的B.照明灯和压缩机是并联的
C.电冰箱门关上后,照明灯亮D.当温度低于设定温度时,压缩机开始工作
【答案】B。
【解析】
AB、由电路图可知,照明灯和压缩机并联,开关S1控制压缩机,开关S2控制照明灯,故A错误,B正确;
C.冰箱门关上时,S2断开,照明灯不亮,故C错误;
D.由题知,当冰箱内温度低于设定温度时,开关S1就自动断开,压缩机停止工作,故D错误。
例2.如图所示电路中,下列关于灯泡L1、L2、L3连接说法中不正确是( )
A.S1、S2都断开,L1、L3串联
B.S1、S2都闭合,L2、L3并联
C.S2断开,S1闭合,L1、L3串联
D.S2断开,S1闭合,只有L3能发光
【答案】C。
【解析】A、S1、S2都断开时,电流从电源正极出发,经过灯泡L3、L1回到电源负极,所以灯泡L1、L3串联,故A正确。
B、S1、S2都闭合,电流从电源正极出发分支,一支经灯泡L3、另一支经开关S2、灯泡L2,然后共同经S1回负极,则L2、L3并联,故B正确;
CD、S1、S2断开,S1闭合,灯泡L2断路,灯泡L1短路,电流只从灯泡L2经过,此时只有灯泡L3工作。
故C错误、D正确。
类型二:
实物图与电路图相互转化
例3.请根据如图所示的实物图,画出对应的电路图。
【解析】电流从正极出发,通过开关S和电流表A2后开始分支,一支经灯泡L1,另一支经灯泡L2、电流表A1,然后两支汇合回到电源负极。
如图所示:
例4.如图甲所示的电路中,用电流表测通过L2的电流(约500mA),请用笔画线代替导线按电路图把图乙所示的实物连接起来,连线不要交叉,并在电路图中标出电流表A的“+”“﹣”接线柱。
【解析】电流表的示数I2=500mA=0.5A<0.6A,量程为0~0.6A,电流从正接线柱流入负接线柱流出;按先串后并的原则:
从电源的正极开始,先将电源、灯泡L2、电流表、开关回到电源的负极,再把灯泡L1并联在灯泡L2和电流表的两端;如图所示:
类型三:
电路的设计
例5.小融在某酒店住宿时发现,酒店洗手间有一个镜前灯,一个吸顶灯和一个排气扇(电动机),洗手间门口的开关S1和床头开关S2都可以控制两盏灯和排气扇同时工作或不工作,下列设计符合实际的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C。
【解析】洗手间门口的开关S1和床头开关S2都可以控制两盏灯和排气扇同时工作或不工作,这说明这两个开关与三个用电器之间是串联的,而三个用电器是并联的,故C符合题意。
例6.如图所示,某一型号的锁设置了三种打开方式:
密码(S1),特定指纹(S2)或应急钥匙(S3),三者都可以单独使电动机M工作而打开门领,下列电路设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D。
【解析】
由题意可知,密码(S1)、特定指纹(S2)、应急钥匙(S3)是三个开关,三者都可以单独使电动机M工作而打开门锁,
所以,开关S1、S2、S3为并联,且电动机M位于干路,由各选项电路图可知,选项D符合要求,ABC不符合要求。
一.选择题(共16小题)
1.如图所示电路,下列说法正确的是( )
A.闭合开关S1、S3,断开开关S2时,灯L1、L2串联
B.闭合开关S2,断开开关Sl、S3时,灯L1、L2并联
C.闭合开关S1、S2,断开开关S3时,灯L1亮、L2不亮
D.闭合开关S2、S3,断开开关S1时,灯L1不亮、L2亮
【答案】D。
【解析】A、闭合开关S1、S3,断开开关S2时,电流从电源正极出发,分别经过两只灯泡回到负极,所以灯L1、L2并联,故A错误;
B、闭合开关S2,断开开关Sl、S3时,电流从电源正极出发,依次经过两只灯泡回到负极,所以灯L1、L2串联,故B错误;
C、闭合开关S1、S2,断开开关S3时,电流直接从电源正极出发回到负极吗,造成电源短路,灯泡都不能发光,故C错误;
D、闭合开关S2、S3,断开开关S1时,L1被短路不能发光,只有L2亮,故D正确。
2.小阳用三个电流表和两个小灯泡做实验,检验并联电路干路电流是否等于各支路电流之和,其连接的电路如图所示。
这个电路中有一根导线接错了,这根接错的导线是( )
A.aB.bC.cD.d
【答案】D。
【解析】要探究并联电路的电流关系,所以应将两灯泡并联,三个电流表分别测量干路和支路电流,所以需通过改动L2与负极相连的导线d,将负极与灯泡L2相连的导线改接左下电流表的负接线柱,如图所示:
3.在如图所示的四个电路图中,符合如图实物连接的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D。
【解析】
由实物电路图可知,两灯并联,开关S2与灯L1串联,只控制这个灯;S1在干路上,控制整个电路;故只有D电路图与实物图一一对应。
4.如图电路图所示,下列实物连接正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C。
【解析】A、根据实物图可知,电流表测量干路电流,故A错误;
B、根据实物图可知,电流表的正负接线柱错误,故B错误;
C、根据实物图可知,两灯泡并联,开关S控制整个电路,电流表测量通过L1的电流,故C正确;
D、根据实物图可知,两灯泡并联,开关S控制整个电路,电流表测量通过L2的电流,故D错误。
5.对于图中的电路,图4中与实物连接图完全对应正确的电路是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】D。
【解析】从实物图可以看出,电源的正极与单刀双掷开关的a接线柱相连,然后电流进行分支,一支经过b点、电动机、灯泡回到电源负极;另一支经过c点、电铃回到电源负极;
根据选项中的电路图可知,只有D图与实物连接图完全对应。
6.如图所示电路,下列说法正确的是( )
A.L1、L2串联B.开关S只控制L2
C.电流表测干路中电流D.电流表测L1的电流
【答案】D。
【解析】A、由图可知,电灯L1、L2并联,故A错误。
B、由图可知,开关S接在干路上,控制所有的用电器,故B错误。
CD、由图可知,电流表串联在L1的支路上,所以电流表测L1的电流,故C错误,D正确。
7.如图所示的电路中,若要使L1和L2两只灯泡组成并联电路,开关的断开与闭合情况是( )
A.S1、S2断开,S3闭合B.S1、S3闭合,S2断开
C.S1、S2、S3都闭合D.S1、S2闭合,S3断开
【答案】B。
【解析】要使两个电灯并联,就应使每个电灯并列接到电源的两极上,故S1、S3闭合,S2断开。
8.如图所示的电路,下列分析正确的是( )
A.若S1,S2,S3都闭合时,则L1,L2并联B.若S1,S2,S3都闭合时,则L1,L2串联
C.S3断开,S1,S2闭合,L1,L2并联D.S1闭合,S2,S3断开,L1,L2串联
【答案】D。
【解析】AB、若同时闭合S1,S3,电流从正极流出通过S1,S2直接流入电源负极,形成电源短路,故AB选项错误;
C、S3断开,S1,S2闭合时,为L1的基本电路,L2被短路,故C选项错误;
D、S1闭合,S2,S3断开,两灯泡顺次连接,因此L1,L2串联。
9.如图所示的电路中,闭合开关S1、S2,电流表、灯泡L1和L2均能正常工作,则下列说法正确的是( )
A.开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为d→c→b→e→a
B.开关S1、S2都闭合,通过灯泡L1和L2的电流一定不相等
C.开关S1、S2都闭合,灯泡L1和L2并联
D.闭合S1、S2中任意一个开关,都会有灯泡发光
【答案】C。
【解析】A、由电路图可知,开关S1闭合,S2断开,电源外部电流流向为d→c→b→a,故A错误;
B、开关S1、S2都闭合,L1与L2并联,由于不知道两灯泡的规格,所以不能判断通过灯泡L1与L2的电流大小关系,故B错误;
C、由电路图可知,开关S1、S2都闭合,L1与L2首首相连、尾尾相连,则两灯是并联的,故C正确;
D、由图知,开关S1在干路上,控制所有用电器,开关S2只控制灯泡L1;当只闭合S1时,灯泡L2发光;只闭合S2时,两灯泡都不发光,故D错误。
10.公交车后门左右扶杆上各装有一个按钮开关(用S1、S2表示)当乘客按下任意一个开关时,电铃响起,提醒司机有乘客要下车;待车停稳后,同时按下控制电动机的开关S,后门打开,乘客才能下车、下列四个电路设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C。
【解析】
A、由图知,只有闭合开关S,且乘客按下任意一个开关时,电铃才能响起,不符合题意;
B、由图知,只有乘客同时按下前后门的开关时,电铃才能响起,不符合题意;
C、由图知,当乘客按下任意一个开关时,电铃响起;同时按下控制电动机的开关S,后门打开,符合题意;
D、由图知,只有闭合开关S,电铃才能响起;乘客按下任意一个开关时,电动机工作,车门打开,不符合题意。
11.如图是车位引导灯,在车位上方安装有超声波车位探测器,当没有车辆停在车位时,超声波探测器的信号(相当于开关)控制绿灯亮,有车辆停在车位时,超声波探测器的信号控制红灯亮,红灯和绿灯不能同时亮,下列电路设计符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B。
【解析】
A.由电路图可知,开关S1、S2闭合时,红灯和绿灯同时亮,故A不符合题意;
B.由电路图可知,开关S接上面接线柱时红灯亮,开关S接下面接线柱时绿灯亮,红灯和绿灯不能同时亮,故B符合题意;
C.由电路图可知,开关S1、S2闭合时,红灯和绿灯同时亮,故C不符合题意;
D.由电路图可知,只有开关S1、S2闭合时,红灯和绿灯同时亮,否则两灯泡均不亮,故D不符合题意。
12.有一个看不见内部情况的小盒(如图所示),盒上有两只灯泡,由一个开关控制,闭合开关两灯都亮,断开开关两灯都灭;拧下其中任一灯泡,另一灯都亮。
选项所示的图中符合要求的电路图是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C。
【解析】
A.由电路图可知,两灯泡串联,拧下其中任一灯泡,电路断路,另一灯都不亮,故A不符合题意;
B.由电路图可知,两灯泡并联,开关S位于L1支路,断开开关,灯泡L2仍然亮,故B不符合题意;
C.由电路图可知,两灯泡并联,开关位于干路,闭合开关两灯都亮,拧下其中任一灯泡,另一灯亮,故C符合题意;
D.由电路图可知,开关S与L2并联后再与L1串联,闭合开关S,L2被短路,L2不亮,L1亮,故D不符合题意。
13.小轿车上都装有一个用来提醒司机是否关好车门的指示灯,四个车门中只要有一个门没关好(相当于一个开关断开),指示灯就会发光,下列图的模拟电路图符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】A。
【解析】开关没闭合灯就亮,显然开关与灯是并联的,且四个车门中只要有一个门没关好指示灯会发光,故四个开关应串联。
A.图中四个开关串联,开关全部闭合时,灯泡被短路,不发光,只要一个开关断开,灯泡就发光,符合题意;
B.图中四个开关串联,但只有开关全部闭合,灯泡才会发光,不合题意;
C.图中四个开关都关好时会形成电源短路,不合题意;
D.图中开关S1、S2、S3串联时会形成电源短路,不合题意。
14.飞机黑匣子的电路等效为两部分。
一部分为信号发射电路,可用等效电阻R1表示,用开关S1控制,30天后自动断开,R1停止工作。
另一部分为信息存储电路,可用等效电阻R2表示,用开关S2控制,能持续工作6年。
如图所示的等效电路中正确的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C。
【解析】根据题意可知,R1、R2可以单独工作,互不影响,因此它们为并联连接,并且它们都有相应的开关控制,故只有C选项的电路图符合题意。
15.为避免超高车辆闯入隧道造成事故,小欢设计了警示电路,使用时闭合开关S.导线EF横置于隧道口上沿前方,一旦被驶来的车辆撞断,红灯L亮且电动机转动放下栏杆。
灯和电动机中,即使其中之一断路,另一个也能正常工作。
下列电路中符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】C。
【解析】导线EF横置于隧道口上沿前方,一旦被驶来的车辆撞断,红灯L亮且电动机转动放下栏杆,
说明EF断开之后,电动机与指示灯是通路,EF断开之前,电动机与指示灯被短路,
则导线EF与电动机和指示灯并联,
灯和电动机中,即使其中之一断路,另一个也能正常工作,
说明指示灯与电动机互不影响,能独立工作,电动机与指示灯是并联的,
为防止EF断开之前电源被短路,电路干路中要接入保护电阻,由图示电路图可知,C符合要求。
16.李海同学骑车上学,因为赶时间经常忘记收起自行车支架便骑车或没有锁车就离开,因此他想设计提醒收支架和锁车的电路。
在兴趣小组活动中,他请同学们一道设计提醒锁车的电路,要求:
当车的支架支起(开关S1闭合)时,蜂鸣器响起,提醒锁车;当车上锁(开关S2断开)后,蜂鸣器停止发声。
他们设计了如图所示的四个电路,其中符合要求的是( )
A.
B.
C.
D.
【答案】B。
【解析】A、开关S1闭合时,蜂鸣器被短路,不可能响起,不符合题意。
B、开关S1闭合时蜂鸣器响起,开关S2断开后蜂鸣器停止发声,符合题意。
C、蜂鸣器被S2短路,S1闭合时,蜂鸣器不可能响起,不符合题意。
D、S1未闭合时,蜂鸣器会一直在响,不符合题意。
二.填空题(共9小题)
17.根据实物连接图1画出相应电路图2。
【解析】由图知:
电流从电源的正极流出,经开关S1后分成两支:
①灯泡L2;②灯泡L1和下面的开关S2;然后再汇合到一起回到电源的负极。
如图所示:
18.请根据图示实物电路图的连接情况,在方框中画出对应的电路图。
【解析】根据实物图可知,电流从电源的正极经开关S后开始分支,一支路经过电流表、灯泡L1,另一支路经过灯泡L2,然后两路汇合共同回到电源负极,如图所示:
19.按如图甲所示的电路图,连接图乙所示的实物,(已知通过两个灯泡的电流均在0.4A左右)
【解析】由电路图可知,两灯泡并联,电流表A1测干路电流,选择大量程,电流表A2串联在L2支路中,选择小量程;从电源正极开始,依次将开关、电流表A1、A2、L2串联,最后把灯泡L1并联在电流表A2和灯泡L2的两端,电流表的量程选0~0.6A,且电流从正接线柱流入负接线柱流出,实物电路图如图所示。
20.请根据给出的电路图,将实物连接起来。
(连线不交叉)
【解析】由电路图可知,灯泡与电铃并联,每个开关控制一个支路,
根据电路图连接实物电路图,实物电路图如图所示。
21.如图所示的电路中,要使R1、R2串联,应闭合的开关是 S2 ;要使R1、R2并联,应闭合的开关是 S1、S3 ,(选填“S1”、“S2”、“S3”);该电路中干电池供电时将 化学 能转化为电能。
【答案】S2;S1、S3;化学。
【解析】
(1)要使R1、R2串联,电流只有一条流通路径,由电路图知,电流路径应为:
电源正极﹣﹣R1﹣﹣﹣S2﹣﹣R2﹣﹣﹣﹣电源负极,由此可判断出:
开关S1、S3应断开,而开关S2应闭合;
(2)要使R1、R2并联时,电流有两条流通路径,由电路图知:
开关S1与S3闭合,而S2应断开;
(3)干电池为电路提供电能过程中,干电池内部发生化学变化,将化学能转化为电能。
22.如图所示电路,若只需要灯L2亮,则需要闭合开关 S1 ;要使小灯泡L1、L2串联,必须闭合开关 S2 ;要使L1、L2并联,必须闭合开关 S1、S3 。
【答案】S1;S2;S1、S3。
【解析】若只需要灯L2亮,电流从电源正极流出,需要经过L2、S1回到电源负极,因此需要闭合开关S1;要使两灯泡串联,电流从电源正极流出,需要经过L2、L1、S2回到电源负极,因此需要闭合开关S2;
要使两灯泡并联,电流从电源正极流出,分别经过支路L2和支路S3、L1,再经过S1后流回电源负极;因此应闭合开关S1、S3;
23.如图所示是一种定时课间音乐播放器装置的原理图,“播放器”有电流通过时会播放音乐,“定时开关”达到设定时间会自动断开,闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,指示灯会亮,播放器 不会 (选填“会”或“不会”)播放音乐;达到设定时间,“定时开关”处于断开状态,播放器 会 (选填“会”或“不会”)播放音乐。
【答案】不会;会。
【解析】由题意知,闭合开关S,当“定时开关”处于闭合状态时,播放器被短路,指示灯会亮,则播放器中没有电流通过,播放器不会播放音乐;
到达设定时间,“定时开关”处于断开状态,播放器与指示灯串联,“播放器”有电流通过,“播放器”会播放音乐。
24.如图所示,当S1、S2断开时,能亮的灯是 L1、L3 ,它们是 串 联的。
当S1、S2闭合时,能亮的灯是 L2、L3 ,它们是 并 联的。
当S1闭合、S2断开时,能亮的灯是 L3 。
【答案】L1、L3;串;L2、L3;并;L3。
【解析】
(1)当S1、S2断开时,灯L1、L3首尾顺次连接,接入电路与电源构成闭合回路,则L1、L3都能发光,它们是串联关系,灯L2断路不能发光,等效电路图如图一所示;
(2)当S1、S2闭合时,灯L2、L3先首首相连、尾尾相连,再接入电路与电源构成闭合回路,则L2、L3都能发光;它们是并联关系,灯L1被短路不能发光;等效电路图如图二所示。
(3)当S1闭合、S2断开时,L1被短路,只有L3与电源构成闭合回路,则能亮的灯是L3。
25.如图所示的电路中,当开关S1、S2断开,S3、S4闭合时,灯 L1、L2 发光,它们的连接方式是 并联 ;当开关S1闭合,S2、S3、S4断开时,灯 L1、L2 发光,它们的连接方式是 串 联;当开关S2、S3、S4闭合,S1断开时,灯 L1、L2、L3 发光,它们的连接方式是 并 联。
当同时闭合开关S1、S3时,灯 都不 发光,会出现 短路 现象。
【答案】L1、L2;并联;L1、L2;串;L1、L2、L3;并;都不;短路。
【解析】
(1)由图知,当开关S1、S2断开,S3、S4闭合时,L1、L2并联连接,因此灯泡L1、L2发光;
(2)当开关S1闭合,S2、S3、S4断开时,L1、L2串联连接,因此灯泡L1、L2发光
(3)当开关S2、S3、S4闭合,S1断开时,L1、L2、L3并联连接,因此灯泡L1、L2、L3发光;
(4)当同时闭合开关S1、S3时,形成电源短路,灯泡都不会发光。
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