专题18 电学作图题压轴培优专题训练-2022-2023学年九年级全一册物理《压轴挑战》培优专题训练（人教版）

专题18 电学作图题压轴培优专题训练（解析版） 1．下午放学回来，家中有些电灯常常亮一天。为避免此现象发生，晓丽想设计如图电路： 要求：离家时，断开家门口安装的开关S，家中电灯均断电（电冰箱除外），回家后，闭合开关S，再闭合开关S1、S2，黄灯、绿灯才亮。 【解答】解：电冰箱并联在电源上，开关S1与黄灯串联、S2与绿灯串联后再并联，开关S控制家中电灯，如图所示： 2．设计电路：现有L1、L2两盏灯，电池，三个开关，导线若干。 （1）只闭合开关S1，只有L1发光； （2）只闭合开关S2，只有L2发光； （3）只闭合开关S3，L1、L2都发光； （4）三个开关不允许同时闭合，请将电路图画在方框内。 【解答】解：从（1）（2）要求看，两灯好像并联，开关S1只控制L1，开关S2只有L2，两灯发光互不影响，但如果这样的话，开关S3只能在干路上，第（3）个条件显然无法满足，且三个开关可以同时闭合。 我们要打破思维定势，两个灯不可能并联，而是串联，只闭合开关S1、开关S2实际上起到了将与之并联的灯短路的作用，开关S3在干路上； 所以，两灯串联，开关S1与灯L2并联，开关S2与灯L1并联，开关S3在干路上，如下图所示； 故答案为：如上图所示。 3．设计电路：小雨房间里的灯小雨的房间里有四盏灯。总开关St闭合后，若将单刀双掷开关S2拨至a处，房间吸顶灯L1L2L3都亮；若将S2拨至b处，壁灯L4亮，并且可以通过S3和S4控制，使它有三个不同的亮度。现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、4个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线，请将电路图画在方框内。 【解答】解：由题意知，S1为总开关，将单刀双掷开关S2拨至a处，房间吸顶灯L1L2L3都亮，说明S2a控制三个房间并联的吸顶灯L1L2L3； 若将S2拨至b处，壁灯L4亮，并且可以通过S3和S4控制，使它有三个不同的亮度。根据P＝，改变壁灯L4的电压可改变其亮度，由串联分压的知识，两个定值电阻串联后与灯L4串联后，与电源连通，S3和S4分别与两个定值电阻并联，通过定值电阻的短路来改变这个支路的电压，如下图所示： 通过断开、闭合开关可改变灯L4的电压，从而改变其亮度： 将S2拨至b处，S3和S4控都闭合时，两定值电阻短路，在这个支路中，只有灯壁灯L4，壁灯L4电压为220V，电压最大，壁灯最亮； S3和S4都断开时，两定值电阻与灯L4串联，灯分得的电压最小，壁灯最暗； 只闭合其中一个开关时，壁灯与一个定值串联，灯的电压较小，壁灯较暗。 4．综合作图 小雨的房间里，S为房间的总开关，L1为吸顶灯，L2为床头灯，两灯在同一时刻只有一盏能工作。当L1亮时，再闭合开关S1，L1亮度增加；当L2亮时，它的亮度可调。 现有一个电源、一个单刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个定值电阻、2个开关、2个灯泡和若干导线。请你设计上述电路并在答题卡相应位置画出电路图。 【解答】解： 由题意分析可知，总开关S位于干路，两灯并列连接，且用单刀双掷开关进行转换； L1与定值电阻串联，开关S1并联在定值电阻两端（闭合开关S1时，电阻被短路，该支路的电流增大，L1亮度增加）；L2与滑动变阻器串联（用变阻器调节L2的亮度）．如图所示： 5．有一个小木盒，盒内由若干导线和三个电阻 值均为2欧电阻组成电路，盒外有1、2、3、4四个接线柱（如图），已知1、2间电阻为3欧，1、3和1、4间电阻均为2欧，2、3和2、4间电阻均为1欧，3、4间电阻为零。请画出盒内电阻与盒外接线柱相连的电路图。 【解答】解：R12＝3欧，说明1、2之间接入了三个阻值为2Ω，两个电阻并联后与第三个电阻串联； R13＝R14＝2欧，说明1、3和1、4间之间接入了一个阻值为2Ω的电阻； R23＝R24＝1欧，说明2、3和2、4间之间接入两个阻值为2Ω的电阻，且这两个电阻并联； R34＝0欧，说明3、4之间接入的是导线。 如下图所示： 6．小明同学想利用电源、灯泡L1和L2、开关S1、单刀双掷开关S2、滑动变阻器R，设计如下电路：S1为总开关，当S1闭合时：①若S2接到a处，两盏灯都亮；②若S2接到b处，只有L2亮，且亮度可用滑动变阻器R调节。 请你根据他的想法，帮助他将电路图连接完善。（要求导线横平竖直） 【解答】解：开关S1在干路上，灯泡L1和滑动变阻器并联后，再与灯泡L2串联，如图所示。 7．两只灯泡、一个开关（总开关）、一只滑动变阻器、一个电源，设计出满足以下要求的电路：灯L2的亮度不变，另灯L1的亮度可调节。 （1）画出电路图； （2）连接实物 【解答】解：（1）由题意知，开关在干路中，两个电灯是并联，且滑动变阻器与L1串联。如图所示： （2）从正极开始连接开关，从开关开始分支，一支经灯泡L2回到负极，另一支经滑动变阻器、灯泡L1回到负极。如图： 8．