内容正文:
专题2 串并联电路的识别与设计
考点透视
串并联电路的识别是学习电学必备的一种技能,准确的识别串并联电路是后来学好欧姆定律、电功率最基础的一个知识储备。而串并联电路特点的掌握是根据要求设计电路的基础,设计电路就是根据串并联电路特点和题目要求进行设计的。
迷津点拨与点对点讲
一、串并联电路的识别:
1、串并联电路特点:
串联电路
并联电路
定义
电路元件逐个按顺序首尾连接
两个或两个以上元件并列接在电路两点间
路径
只有一条
两条或多条
开关作用
控制整个电路
干路开关控制整个电路,支路开关只控制本支路
用电器关系
互相影响
互不影响
2、掌握串并联电路特点,利用串并联电路的四个特点,识别串并联电路:
(1)定义法判断:首尾相连是串联;“首首”相连,“尾尾”相连是并联。(“首”是电流的流入端,“尾”是电流的流出端)
(2)电流流向法判断:电流从电源正极出发,经过各个用电器回到电源的负极,不分流,只有一条电流路径的是串联;电流从电源正极出发,在某处分为几条支路,每条支路上有用电器,最后汇合回到负极的是并联。
(3)拆除法判断:拆除任意一个用电器,其他用电器都停止工作是串联;拆除任意一个用电器,不会影响其他用电器是并联。
例题1 (2021广西贺州)如图所示,所有开关都闭合时,下列电路属于串联电路的是( )
【答案】A。
【解析】电压表相当于断路,开关闭合后,灯泡L1、L2首尾相连,是串联,A正确;电阻R1、R2并列的接入电路两点间,是“首首相连,尾尾相连”,存在2条支路,两电阻并联,B错误;开关都闭合后,灯泡L1、L2“首首相连,尾尾相连”,存在2条支路,两灯泡并联, C错误;去掉电流表,开关都闭合,电阻R1、R2“首首相连,尾尾相连”,存在2条支路,两电阻并联,D错误。故选A。
【点拨】(1)我们所说的串并联电路是指用电器串联还是并联的电路,在分析的过程中,电流表、电压表可以去除不管。
(2)注意局部短路的情况:在分析电流流向时,由于用电器阻碍电流,所以,当用电器两端有导线并联时,电流“走导线不走用电器”,用电器就会被短路。如:下图中S2闭合,可以看成导线,电流经过L1后从S2流过,不经过L2,即电流“走导线不走用电器”,这样L2被短路,L1、L3两灯串联。
(3)并联电路不易判断,在并联电路中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器,导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的分流点或汇合点。
对点练:在如图所示的四个电路中,哪个电路中三个电灯是并联的( )
二、电路的设计:
1、电路设计的方法:根据题目要求电路设计电路时,根据题目要求结合串并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路,用电器互不影响的一般设计为并联电路;当有多个开关时,注意开关的控制作用。
2、设计题的一般步骤:
(1)根据题意,弄清用哪些器材;
(2)根据设计要求,画出初步草图;
(3)对照草图再根据要求验证;
(4)画出规范的电路图,完成设计。
例题2 (2021江苏常州)青岛某住宅楼,夜间,每当地铁从高架桥上驶过,伴随着地铁行驶噪声,大楼除个别破损的灯泡外,左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起,如图所示。白天地铁驶过,不会出现这种情况。已知S1为声控开关(有声闭合、无声断开),S2为光控开关(夜间闭合、白天断开),该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的( )
【答案】C。
【解析】由题意可知,灯只能在夜间且有声才能亮,所以两个开光应该串联,因为坏的灯泡不影响其他灯泡,所以灯泡并联,C正确。故选C。
【点拨】(1)用电器串并联:用电器互相影响的,一般设计为串联电路;用电器互不影响的,一般设计为并联电路。
(2)开关的串并联:两个或两个以上的开关同时闭合,用电器才能工作的,开关一般设计为串联;无论闭合哪一个开关,都能控制用电器,开关一般设计为并联。
(3)开关与用电器的关系:开关只能控制某个用电器,开关与用电器串联;开关能控制整个电路,开关设计在干路上;开关与用电器并联,开关闭合后用电器不工作,开关断开后用电器工作——局部短路。
对点练:(2021重庆)“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式,图是泡“工夫茶”用的电茶炉,在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶,当闭合开关S后,R1和R2才能工作,但不能同时加热,电路中符合要求的是( )
A.B.C.D.
点对点提高训练
1、(2021湖南长沙二模)如图所示的四个电路中,开关闭合后两个灯泡串联的是( )
2、(2021山东济南)抽油烟机是现代家庭的“好帮手”,它内部装有照明灯和电动机。使用时,有时需要照明灯和电动机各自独立工作,有时需要它们同时工作。下列如图所示的电路中,符合上述要求的是( )
A. B. C