专项提升11 按要求设计电路-【满分训练营】2024-2025学年九年级物理全册重难点专项提升训练（人教版）

专项提升11 按要求设计电路 1.电路的三种状态-通路、断路和短路 状态 通路 断路（开路） 短路 电源短路 用电器短路 定义 用电器能够工作的电路 电路中某处切断的电路 直接用导线将电源正负极连接起来 用电器被短接 实物电路 特点 电路中有电流，用电器能工作 电路中无电流，用电器不能工作 用电器不能工作，电路中有很大的电流，可能烧坏电源 被短接的用电器没有电流流过，不能工作 特别提醒 （1）在串联电路中，若其中一个用电器被短路，其他用电器依然有电流通过； （2）在并联电路中，若其中一个用电器短路，与之相并联的所有用电器都被短路。 2.串联和并联 （1）串联：电路元件首位相连的方式； （2）并联：电路元件两端分别相连的方式。 3.电路设计的一般思路 （1）根据要求确定用电器的之间连接方式； （2）确定开关和用电器的连接方式，可能和用电器串联，也可能和用电器并联（一般需要开关把用电器短路时）； （3）画出符合要求的电路图。 一、填空题 1．（2024·江西南昌·一模）图所示是一种车位占用提醒电路，虚线框内的元件一个是灯泡，一个是定值电阻。设计要求：有车时灯泡亮，无车时灯泡灭，则 （选填“a”或“b”）是灯泡，当车位未占用时，开关S是 的。 2．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）“光控开关”在光线暗时自动闭合，光线亮时自动断开；“声控开关”在有声音时自动闭合，一段时间后，若再无声音则自动断开。现设计一个电路，要求满足以下条件：①灯能一直亮；②灯可以在光线较暗且有声音时才亮。小明和小华设计了如图甲、乙两个电路，能达到设计要求的电路是 （选填“甲”或“乙”）；另一个电路无法达到设计要求，原因是无法实现上述要求 （选填序号“①”或“②”）。 3．（23-24九年级上·山东临沂·阶段练习）如图甲所示为一款充电宝给两部手机充电，这两部手机是 （选填“串联”或“并联”）的；智能手机解锁可以通过密码和指纹进行解锁，乙图中的简单电路用小灯亮表示解锁，S1、S2分别表示密码和指纹解锁， 图能模拟手机解锁。 4．（23-24九年级上·全国·课时练习）某仓库的大门由两把不同的钥匙控制电动机开启，小壮设计了如图所示的四种电路。其中单把钥匙无法打开，只能两把钥匙同时使用才能打开的电路是 ；只需要任意一把钥匙就能打开的电路是 ；电路设计错误的是 。    二、单选题 5．（2024·江苏无锡·中考真题）电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关控制，压缩机（电动机）由温控开关控制，要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作，下列电路中符合上述特点的是（　　） A． B． C． D． 6．（2024·湖南·中考真题）科技小组模拟“智能开锁”设计的电路图，有两种开锁方式。即“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁。现用表示人脸识别，、表示密码、钥匙。匹配成功后对应开关自动闭合，电动机才工作开锁。满足上述两种方式都能开锁的电路是（　　） A． B． C． D． 7．（2024·福建·中考真题）小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图，指纹识别成功相当于开关闭合，录入两人的指纹，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是（　　） A．B． C． D． 8．（2024·天津·中考真题）某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路，要求：开关断开时，电灯和电铃均不工作；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作。如图所示的电路中，符合设计要求的是（　　） A． B． C． D． 9．（2024·四川泸州·中考真题）如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型，小明打算对该作品进行改进，加装电动机带动轮子转动，使骨骼模型动起来，并加装指示灯。电路设计要求为：只闭合开关，仅指示灯亮；再闭合开关，指示灯亮，电动机M转动；断开开关，指示灯熄灭，电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是（　　） A． B． C． D． 10．（2024·四川遂宁·中考真题）图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（    ） A． B． C． D． 11．（2024·重庆·中考真题）家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关，电源指示灯L亮；再闭合开关，电动机M工作拉动窗帘。当断开时，电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是（    ） A． B． C． D． 12．（2024·山东临沂·中考真题）高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过。若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，下列模拟电路，符合要求的是（　　） A． B． C． D． 13．（2024·湖南常德·一模）小梦所在学习小组的同学们自制了一台风力报警器，风力探头通过中心滑杆可带动下端的金属片上下移动。当风速较小时，仅绿灯亮，电铃不响；当风速增大到一定程度后，绿灯不亮，电铃响发出警报。下列四幅风力报警器的原理图符合要求的是（　　） A． B． C． D． 14．（2024·山西太原·模拟预测）“智能穿戴”已经成为当下小科技创新的主流派，如图所示，今年一款“发热围脖”成为网红产品。其原理很简单：内置两个柔性发热电阻，当开关闭合时，工作，为低温状态；再闭合，、同时工作，为高温状态；若断开，围脖停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是（　　） A． B． C． D． 15．（2024·山东枣庄·一模）如图所示为一款电动汽车，闭合总开关后，电动机和车灯可各自独立工作。下列设计的汽车电动机和车灯电路图中，跟该汽车功能吻合且符合实际的是（　　） A． B． C． D． 16．（2024·四川广元·三模）如图所示是一种新型“感应水龙头”简易电路原理图。当有人需用水时，将手靠近水龙头，内置的红外线设备感应到有手靠近，立即断开红灯并接通绿灯且出水；当无人用水时，红外线设备自动切断绿灯并停止出水，同时接通红灯。下列电路设计能实现该功能的是（　　） A． B． C． D． 17．（2024·安徽合肥·二模）为了保证学校危化品使用安全，学校危化品柜安装了“人脸识别+密码”双重保险智能锁，需学校危化品管理员通过人脸识别后，开关S1闭合，显示屏S启动并提醒输入密码但不开锁，当管理员按要求输入正确的密码后开关S2闭合，有电流通过电动机M，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 18．（2024·山东淄博·二模）实验室有一个密封盒，其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2，为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的，小聪进行了如下操作：先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光；再断开S1，两灯都熄灭，符合上述实验结果的连接方式为（    ） A． B． C． D． 19．（2024·四川自贡·中考真题）小布同学在经过十字路口时，观察了人行横道的红、绿交通信号灯，画出下列控制红、绿灯的电路图，你认为正确的是（　　） A． B． C． D． 20．（2024·福建福州·三模）某智能手势感应音响，接通电源后闭合开关，音响就会播放音乐同时用来渲染气氛的五彩灯就会发光，不停地变换颜色；若想关闭五彩灯，只需在音响上方用手划过（可看作闭合开关），就只剩下美妙的音乐了。关于此智能手势感应音响内部的电路结构可以简化为图中的（　　） A． B． C． D． 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专项提升11 按要求设计电路 1.电路的三种状态-通路、断路和短路 状态 通路 断路（开路） 短路 电源短路 用电器短路 定义 用电器能够工作的电路 电路中某处切断的电路 直接用导线将电源正负极连接起来 用电器被短接 实物电路 特点 电路中有电流，用电器能工作 电路中无电流，用电器不能工作 用电器不能工作，电路中有很大的电流，可能烧坏电源 被短接的用电器没有电流流过，不能工作 特别提醒 （1）在串联电路中，若其中一个用电器被短路，其他用电器依然有电流通过； （2）在并联电路中，若其中一个用电器短路，与之相并联的所有用电器都被短路。 2.串联和并联 （1）串联：电路元件首位相连的方式； （2）并联：电路元件两端分别相连的方式。 3.电路设计的一般思路 （1）根据要求确定用电器的之间连接方式； （2）确定开关和用电器的连接方式，可能和用电器串联，也可能和用电器并联（一般需要开关把用电器短路时）； （3）画出符合要求的电路图。 一、填空题 1．（2024·江西南昌·一模）图所示是一种车位占用提醒电路，虚线框内的元件一个是灯泡，一个是定值电阻。设计要求：有车时灯泡亮，无车时灯泡灭，则 （选填“a”或“b”）是灯泡，当车位未占用时，开关S是 的。 【答案】 a 闭合 【详解】[1][2]由图可知，开关S断开时，a和b串联电路，开关S闭合时，a元件被短路，电路是只有b的简单电路，再根据有车时灯泡亮，无车时灯泡灭可知，灯泡不是始终是亮的，所以a处是灯泡。由题意可知，当车位未被占用时，灯泡熄灭，即灯泡被短路，所以开关S是闭合的。 2．（23-24九年级上·辽宁沈阳·阶段练习）“光控开关”在光线暗时自动闭合，光线亮时自动断开；“声控开关”在有声音时自动闭合，一段时间后，若再无声音则自动断开。现设计一个电路，要求满足以下条件：①灯能一直亮；②灯可以在光线较暗且有声音时才亮。小明和小华设计了如图甲、乙两个电路，能达到设计要求的电路是 （选填“甲”或“乙”）；另一个电路无法达到设计要求，原因是无法实现上述要求 （选填序号“①”或“②”）。 【答案】 甲 ① 【详解】[1][2]甲、乙两电路图相对比，若要满足灯能熄灭，甲图可以断开S2，乙图可以断开S1和S2；甲图同时闭合S1和S2，可实现灯能一直亮，乙图由于光控开关在干路中，故只有在光线较暗时才能实现灯亮，乙图无法满足灯能一直亮；若要满足灯在光线较暗且有声音时才亮，甲图只闭合干路开关S2即可，乙图也是闭合S2；故综上所示，甲图可以同时满足三个要求，而乙图无法满足要求①。 3．（23-24九年级上·山东临沂·阶段练习）如图甲所示为一款充电宝给两部手机充电，这两部手机是 （选填“串联”或“并联”）的；智能手机解锁可以通过密码和指纹进行解锁，乙图中的简单电路用小灯亮表示解锁，S1、S2分别表示密码和指纹解锁， 图能模拟手机解锁。 【答案】 并联 B 【详解】[1]如图甲所示为一款充电宝给两部手机充电，两部手机互不影响，这两部手机是并联的。 [2]智能手机解锁可以通过密码和指纹进行解锁，乙图中的简单电路用小灯亮表示解锁，S1、S2分别表示密码和指纹解锁，B图能模拟手机解锁，因为密码和指纹任意一种解锁方式均可以将手机打开。 4．（23-24九年级上·全国·课时练习）某仓库的大门由两把不同的钥匙控制电动机开启，小壮设计了如图所示的四种电路。其中单把钥匙无法打开，只能两把钥匙同时使用才能打开的电路是 ；只需要任意一把钥匙就能打开的电路是 ；电路设计错误的是 。    【答案】 甲 乙 丙、丁 【详解】[1][2][3]大门由电动机控制，两把钥匙相当于两个开关。图甲：两个“钥匙”开并是串联的，只有都闭合时，电路才接通，若只闭合一个，电路开路，无法打开大门；图乙：两个“钥匙”开关是并联的，只闭合一个开关，电路就会接通，电动机就会工作；图丙：只闭合“钥匙a”这个开关，电路接通，两个开关都闭合，电路短路，电路设计错误，图丁：只能用“钥匙a”开关来控制电动机工作，“钥匙b”开关只要闭合，电路就短路，电路设计错误。 二、单选题 5．（2024·江苏无锡·中考真题）电冰箱冷藏室中的照明灯L由门控开关控制，压缩机（电动机）由温控开关控制，要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作，下列电路中符合上述特点的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】由题意可知，电动机和灯泡并联，各个支路各有一个开关。 A．图中灯泡和电动机并联，开关S1控制灯泡，开关S2控制电动机，故A符合题意； B．图中灯泡和电动机并联，开关S1在干路中，只闭合开关S2，电动机不工作，故B不符合题意； CD．图中灯泡和电动机串联，只有两个开关都闭合时，电动机和灯泡都工作，故CD不符合题意。 故选A。 6．（2024·湖南·中考真题）科技小组模拟“智能开锁”设计的电路图，有两种开锁方式。即“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁。现用表示人脸识别，、表示密码、钥匙。匹配成功后对应开关自动闭合，电动机才工作开锁。满足上述两种方式都能开锁的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意可知，“人脸识别”与输入“密码”匹配成功，或“人脸识别”与使用“钥匙”匹配成功才可开锁，即只要有一个条件满足，电动机就工作，所以“人脸识别”开关与电动机应在干路上，“密码”开关与“钥匙”开关并联，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 7．（2024·福建·中考真题）小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图，指纹识别成功相当于开关闭合，录入两人的指纹，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】指纹识别成功相当于开关闭合，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁，说明每个开关都能控制指纹锁，故两个开关并联后，与指纹锁串联。 故选D。 8．（2024·天津·中考真题）某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路，要求：开关断开时，电灯和电铃均不工作；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作。如图所示的电路中，符合设计要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】开关断开时，电灯和电铃均不工作，说明开关设在干路上控制所有用电器；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作，说明电灯和电铃并联，工作不相互影响。如图所示的电路中，符合设计要求的是C。 故选C。 9．（2024·四川泸州·中考真题）如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型，小明打算对该作品进行改进，加装电动机带动轮子转动，使骨骼模型动起来，并加装指示灯。电路设计要求为：只闭合开关，仅指示灯亮；再闭合开关，指示灯亮，电动机M转动；断开开关，指示灯熄灭，电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．只闭合开关，电动机和指示灯串联，它们都工作，故A不符合题意；再闭合开关S2，电动机被短路，只有指示灯发光，故A不符合题意； B．只闭合开关，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关，指示灯和电动机并联，它们都工作，断开开关，指示灯熄灭，电动机M停止转动，故B符合题意； C．只闭合开关，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关，指示灯和电动机并联，它们都工作，断开开关，指示灯熄灭，但电动机M转动，故C不符合题意； D．只闭合开关，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关，电源短路，它们都不工作，故D不符合题意。 故选B。 10．（2024·四川遂宁·中考真题）图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动，说明指示灯和电动机并联，可以独立工作，同时开关S处在干路，开关处在电动机所在支路，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 11．（2024·重庆·中考真题）家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关，电源指示灯L亮；再闭合开关，电动机M工作拉动窗帘。当断开时，电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】由题意，先闭合开关S1，电源指示灯L亮；再闭合开关S2，电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时，电动机M不能工作，可知S1是总开关，S2只控制电动机所在电路，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 12．（2024·山东临沂·中考真题）高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过。若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，下列模拟电路，符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】每个信息验证成功相当于闭合一个开关，两个信息都相符合后电动机自动打开，所以两个开关应该串联，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 13．（2024·湖南常德·一模）小梦所在学习小组的同学们自制了一台风力报警器，风力探头通过中心滑杆可带动下端的金属片上下移动。当风速较小时，仅绿灯亮，电铃不响；当风速增大到一定程度后，绿灯不亮，电铃响发出警报。下列四幅风力报警器的原理图符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】AC．由两电路图可知，风速变化时，探头不会向上运动，金属片始终与BB′接触，绿灯发光，而不会出现绿灯不亮、电铃响发出警报的情况，故AC不正确； B．由图可知，当风速较小时，金属片与BB′接触仅绿灯亮；当风速增大到一定程度时，探头上方空气流速大、压强小，探头下方空气流速小、压强大，产生向上的升力，金属片与AA′接触，绿灯不亮、电铃响发出警报，故B正确； D．由图可知，当风速较小时，金属片与BB′接触仅绿灯亮；当风速增大到一定程度时，金属片与AA′接触，绿灯亮、电铃响发出警报，故D错误。 故选B。 14．（2024·山西太原·模拟预测）“智能穿戴”已经成为当下小科技创新的主流派，如图所示，今年一款“发热围脖”成为网红产品。其原理很简单：内置两个柔性发热电阻，当开关闭合时，工作，为低温状态；再闭合，、同时工作，为高温状态；若断开，围脖停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．由图可知，闭合开关S1时，电阻R1、R2串联，为低温状态；再闭合S2，电阻R2被短路，只有R1单独工作，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热。虽然也可以设计成高低两档，但与题中要求所述不符，故A错误； B．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电路处于开路状态，围脖停止发热，故B正确； C．由图可知，闭合开关S1时，电路中只有电阻R1，为低温状态；再闭合S2，电阻R1、R2并联，总电阻变小，为高温状态；若再断开S1，电阻R2还处于通路状态，围脖不会停止工作，故C错误； D．由图可知，闭合开关S1时，电路处于开路状态，故D错误。 故选B。 15．（2024·山东枣庄·一模）如图所示为一款电动汽车，闭合总开关后，电动机和车灯可各自独立工作。下列设计的汽车电动机和车灯电路图中，跟该汽车功能吻合且符合实际的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】汽车的电动机与车灯相互不影响，能独立工作，故应使电动机与车灯并联，同时两个车灯相互并联，且电动机与车灯的支路各有一个开关控制。 故选D。 16．（2024·四川广元·三模）如图所示是一种新型“感应水龙头”简易电路原理图。当有人需用水时，将手靠近水龙头，内置的红外线设备感应到有手靠近，立即断开红灯并接通绿灯且出水；当无人用水时，红外线设备自动切断绿灯并停止出水，同时接通红灯。下列电路设计能实现该功能的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】由题知，有人用手靠近水龙头时绿灯亮同时出水而红灯灭，门开时，当无人用水时，红灯亮并停止出水同时绿灯灭，则两个指示灯并联互不影响，两支路开关分别控制两灯，故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 17．（2024·安徽合肥·二模）为了保证学校危化品使用安全，学校危化品柜安装了“人脸识别+密码”双重保险智能锁，需学校危化品管理员通过人脸识别后，开关S1闭合，显示屏S启动并提醒输入密码但不开锁，当管理员按要求输入正确的密码后开关S2闭合，有电流通过电动机M，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据题意可知，人脸识别后，开关S1闭合，显示屏S启动，但不开锁；当管理员按要求输入正确的密码后开关S2闭合，有电流通过电动机M，开锁成功，这说明电动机和显示屏工作时互不影响，是并联的；S1能控制整个电路，S1应接在干路中；S2控制电动机M，则S2与电动机M在一条支路中，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 18．（2024·山东淄博·二模）实验室有一个密封盒，其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2，为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的，小聪进行了如下操作：先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光；再断开S1，两灯都熄灭，符合上述实验结果的连接方式为（    ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】A．由图可知，先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光；再断开S1，只有灯L1熄灭，故A不符合题意； B．由图可知，先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光；再断开S1，灯L1和灯L2都熄灭，故B符合题意； C．由图可知，先闭合S1，灯L1和灯L2都发光，故C不符合题意； D．由图可知，先闭合S1，干路断路，灯L1和灯L2都不发光，故D不符合题意。 故选B。 19．（2024·四川自贡·中考真题）小布同学在经过十字路口时，观察了人行横道的红、绿交通信号灯，画出下列控制红、绿灯的电路图，你认为正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据生活经验可知，红灯和绿灯独立工作，互不影响，所以红灯和绿灯是并联的关系。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 20．（2024·福建福州·三模）某智能手势感应音响，接通电源后闭合开关，音响就会播放音乐同时用来渲染气氛的五彩灯就会发光，不停地变换颜色；若想关闭五彩灯，只需在音响上方用手划过（可看作闭合开关），就只剩下美妙的音乐了。关于此智能手势感应音响内部的电路结构可以简化为图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】A．闭合开关S1，只有灯泡的简单电路，灯泡发光，音响不播放音乐，故A不符合题意； B．闭合开关S1，只有灯泡的简单电路，灯泡发光，音响不播放音乐，故B不符合题意； C．闭合开关S1，音响和灯泡都工作，闭合开关S2，音响和灯泡都工作，故C不符合题意； D．闭合开关S1，音响和灯泡都工作，闭合开关S2，灯泡被短路，只有音响工作，故D符合题意。 故选D。 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $$