1、模块四 电学专题01 电路分析与设计*知识与方法一、电路分析电路的分析主要是识别电路，识别个用电器之间的连接方式，从而更好的应用各电路的特点。方法：1.电路中电表的简化（1）电流表：由于电流表的电阻很小，在识别电路中可以将它看作导线；（2）电压表：由于电压表的电阻很大，几乎没有电流流过，实际上是有电流流过的，只是非常非常小，识别电路时可以将电压表及两端导线一起去掉。2.识别电路的几种方法：（1）电流流向法：串联电路：只有一条路径；并联电路：有两条及两条以上路径。（3）节点法：不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器等，导线两端点均可看成同一个点，从而找出各用电器两端的公共点，串联电路至少有3个
2、节点，并联电路只有两个节点。 二、电路设计方法：1.确定电路功能用电器（1）电路有发光功能：灯泡、二极管（2）电路有报警功能：电铃、蜂鸣器（3）其他功能：电动机2.确定用电器之间工作关系串并联关系说明：串联电路指的是用电器的连接方式，串联关系或串联连接方式可以指用电器或电表的连接方式，例如，电流表要串联接入电路。串联关系：所有用电器只能同时工作，且其中任意一个用电器的工作与否都会影响其他用电器；并联关系：用电器既可以同时工作，也可以独立工作，且单个用电器之间的工作互不干扰。LS1S2MS2冰箱压缩机及照明灯3. 确定开关及导线位置（1）题干特点：有多个开关，每个实际情况对应一个开关闭合，一共有
3、两个或两个以上实际情况。（2）电路设计结果：串联型：多个实际情况同时满足，即多个开关同时闭合，用电器才能工作，这些开关应彼此串联。并联型：只要有实际情况满足，即多个开关只要其中有开关闭合，用电器就能工作，这些开关应彼此并联。短路型电路设计：实际情况对应开关闭合，且开关闭合用电器不工作，开关断开用电器工作。*针对训练一、单选题1（2023秋河南郑州九年级校考期末）新冠疫情期间“全息投屏按钮”被广泛应用在电梯中，该按钮的操作界面可在空中45角直接成像，乘客“戳戳空气”就可直接完成操控，完全切断触摸式污染源。在电梯中，乘客可以选择“全息投屏按钮”（对应开关S1），乘客也可以选择传统的按钮（对应开关S
4、2）进行操作，当信号正确，则电梯中电动机启动，电梯开始运行。下列电路设计符合要求的是（）ABCD【答案】D【解析】根据题意可知，在电梯中，乘客可以选择“全息投屏按钮”（对应开关S1），乘客也可以选择传统的按钮（对应开关S2）进行操作，当信号正确，则电梯中电动机启动，电梯开始运行，这说明两个开关可以独立工作，是并联的，然后与电动机串联，故ABC不符合题意，D符合题意。故选D。2（2023秋四川成都九年级统考期末）如图所示的电路中，开关S闭合后，三个灯为并联关系的是（）ABCD【答案】B【解析】A开关闭合后，灯泡L2和L3并联后再与灯泡L1串联，故A不符合题意；B开关闭合后，三个灯泡组成并联电路，
5、故B符合题意；C开关闭合后，灯泡L1和L2并联后再与灯泡L3串联，故C不符合题意；D开关闭合后，三个灯泡组成串联电路，故D不符合题意。故选B。3（2023秋湖南益阳九年级校联考期末）在如图所示的电路中，开关 S 闭合后，小灯泡L1、L2均正常发光，则下列说法中正确的是（）A L1和 L2串联在电路中B L1和 L2并联在电路中C甲、乙都是电流表D甲是电压表，乙是电流表【答案】B【解析】AB由题图可知，L1由导线直接接在了电源两端；若甲为电压表，则L2将被短路；因此甲只能为电流表，故两灯应为并联；故A错误，B正确；CD结合以上分析，若乙为电流表，则会引起电源短路，所以乙只能为电压表，故CD错误。
6、故选B。4（2023秋河南洛阳九年级统考期末）很多小区安装了具备人脸识别功能的门禁系统，若人脸识别成功，开关S1自动闭合，电动机启动打开门；若人脸识别不成功，则需要人工按动开关S2，才能控制电动机打开门，在图所示的四个电路中，能正确模拟此类门禁系统内部控制电路的是（）ABCD【答案】B【解析】由题意可得，开关S1闭合时，电动机启动打开门；开关S2闭合时，电动机也能启动打开门，开关S1和S2均能单独控制电路中的电动机，说明开关S1和S2是并联在电路中的，且电动机连接在电路的干路上，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。5（2023秋广东中山九年级校考期末）疫情防控期间，学校安装了图中的人脸识别
7、测温系统。闭合电源开关S1后，若红外测温数值在正常范围内，则S2会闭合；若人脸识别通过，则开关S3会闭合，只有当人脸识别通过且体温在正常范围时，系统才会启动电动机打开闸门。如图电路设计符合要求的是（）A B CD【答案】C【解析】闭合电源开关S1后，只有当人脸识别通过、体温在正常范围都满足时，系统才会启动电动机打开闸门，当人脸识别不通过或体温不正常时，闸门就不会打开，这说明三个开关是相互影响的，所以S1、S2、S3与电动机串联接入电路中，故ABD不符合题意，C符合题意。故选C。6（2023秋广东广州九年级校考期末）自动售票公交车后门两侧的扶手上各装有一个红色按钮，如图所示；想要下车的乘客只要按
8、下其中任何一个按钮，装在车内的电铃就会响起，以提醒司机停车并打开车门。如图所示的四个电路中符合设计要求的是（）ABCD【答案】D【解析】按下任何一个下车按钮时电铃都会发声，说明两个开关工作时互不影响，是并联的，然后再与电铃串联在电路中，故D符合题意，ABC不符合题意。故选D。7（2021秋北京九年级北京市陈经纶中学分校校考期中）重庆实验外国语学校保安室的工作人员为方便沟通，在前后门两办公室各装一个电铃（虚线框内分别为甲、乙两个办公室）。要使任何一方闭合开关都只能使对方办公室内的电铃发声，则在图所示的电路中正确的是（）ABCD【答案】C【解析】由题意可知，两个电铃能单独工作，所以两个电铃并联，因
9、为任何一方闭合开关都只能使对方办公室内的电铃发声，说明甲办公室开关能控制乙办公室电铃，甲办公室开关和乙办公室电铃在一条支路上，乙办公室开关能控制甲办公室电铃，所以乙办公室开关和甲办公室电铃在一条支路上。故选C。8（2023秋四川成都九年级统考期末）小明在学习了“简单电路”之后，设计了一个手机解锁电路，分别用S1代替“密码解锁”，S2代替“指纹解锁”，S3代替“人脸解锁”，小灯泡L代替手机屏幕。这三种方式中使用任意一种就能解锁手机屏幕。如图所示的电路图中能实现上述功能的是（）ABCD【答案】B【解析】由于使用任意一种就能解锁手机屏幕，所以S1、S2和S3并联，灯泡在干路中，故B符合题意，ACD不
10、符合题意。故选B。9（2023秋山西晋中九年级统考期末）青少年科技创新大赛的获奖作品-5G 高铁轨道螺丝警报器，设计了检测螺丝松动的报警方案，如图所示，其主要的科学原理是：螺丝（其电阻不计）连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，此时报警灯工亮起而发出警报，及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是（）ABCD【答案】B【解析】A由电路图知，螺丝无论是否松动，闭合开关，灯都能亮，但螺丝松动，与导线分离而断开时，电阻与灯L串联在电路中，电路中的电阻较大，据欧姆定律知，电路中的电流较小，灯较暗；螺丝（电阻不计）未松动，与导线正常连接时，电阻R被短路，电路中只有灯L工作，电路的电阻较小
11、，电路中的电流较大，灯L较亮，故A不符合题意；B由电路图知，螺丝松动时，电阻R与灯串联，灯亮；螺丝未松动时，灯被短路，电路中只有R工作，灯不亮，故B符合题意；C由电路图知，螺丝松动时，电路断开，灯不亮，螺丝未松动时，电路接通，灯亮，故C不符合题意；D由电路图知，螺丝松动时，螺丝与导线断开，电路中只有灯工作，灯亮；螺丝未松动时，螺丝与导线接通，灯被短路，电源也被短路，电路被损坏，故D不符合题意。故选B。10（2023秋河南南阳九年级统考期末）小月和同学们发现地铁进出闸机可用刷脸（S1）、刷卡（S2）和扫二维码（S3）中的任一方法通过，小月和同学们经过思考，设计了如图所示的闸机识别电路原理图，其中
12、设计方案符合要求的是（）ABCD【答案】C【解析】根据题意知道，需要当任意开关闭合时电动机都能够工作，所以需要将三个开关并联，故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。二、填空题11（2022秋四川达州九年级统考期末）如图是一种声光报警器的电路图，所有元件正常。当闭合开关_时，灯亮、铃不响，此时电铃处于是_ （选填“通路”“断路”或“短路”）。【答案】 S1和S2 短路【解析】1 2由图可知，要使灯泡发光，必须有电流流过灯泡，因此开关S1必须闭合，由于此时灯泡和电铃是串联的，所以灯泡发光，同时电铃发声；要使灯泡发光，电铃不响，则应闭合S2，此时电铃处于短路状态，没有电流经过电铃，所以电铃不响。12（2023秋江苏淮安九年级统考期末）如图所示的是一种定时课间音乐播放装置的原理图，在未到达设定时间前，“定时开关S2”（图中未画出）闭合，播放器因被短接而不工作；当达到设定时间时，“定时开关S2”断开，播放器工作；只要闭合开关S1，指示灯就发光。分析可知：指示灯应安装在图中是_处，播放器安装中图中_处。【答案】 b a/c【解析】12只要闭合开关S1，指示灯就发光，表明指示灯在干路上，即b处，“定时开关S2”闭合，播放器因被短接而不工作，表明播放器与“定时开关S2”属于并联，播放器安装中图中a或c。
