专题06 电路设计问题 期末专项练习--2024-2025学年度人教版物理九年级上学期

2024-2025学年度人教版9年级全册期末考试必考的四种题型专练 专题06 电路设计问题 （共17题） 1. （2024重庆B）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. 2. （2024天津）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. 3. 为确保安全，某品牌电动车须拧动钥匙（相当于闭合开关）且按下按键（相当于闭合开关）才能启动。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 4. （2024山东临沂）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. 5. 共享电动助力单车极大方便人们的出行。如图为某助力单车，使用前先摇晃车把检查电量，此时开关闭合，只有电量指示灯亮起；确认电量充足后扫码开锁，此时开关闭合，日间行车灯亮起，电动机M启动，且日间行车灯损坏时电动机M可正常工作；助力单车在规定区域内，开关始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关自动断开，电动机M、行车灯均无法工作，指示灯可正常工作。下列电路设计符合要求的是（ ） A. B. C. D. 6. （2024四川宜宾）中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态，由开关控制，在下图的简化电路中不能实现要求的是（　　） A. B. C. D. 7. （2024四川遂宁）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. 8. （2024四川南充）不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　） A. B. C. D. 9. （2024四川广安）党的二十大报告指出“必须坚持科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，开展了STEM科创教育，在此期间，科创小组自制了“冰淇淋自动售货机”。该作品可以通过扫码（该开关闭合）或投币（该开关闭合）完成自动出售服务；当光线较暗时，光控开关闭合，还可以提供照明。下列电路设计符合该要求的是（　　） A. B. C. D. 10. （2024四川泸州）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. 11．为避免立定跳远测试起跳时过线犯规，学校引进了一批体育练习装置。装置的基本原理是，当有同学踏上练习垫时，开关S1、S2同时闭合，当装置感应到脚尖过线，红外感应开关S2断开，蜂鸣器发出声音提醒同学犯规。下列选项能实现上述功能的电路图是（　　） A B C D12．小亮家网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应开关闭合）时才会自动发光，在人离开时会自动熄灭。下列电路中符合要求的是（　　） A．B．C．D． 13．有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 14．为了交通安全，驾驶员必须使用安全带。某汽车厂家为了提醒驾驶员系好安全带，做了如下设计：驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关闭合，提示灯亮；系上安全带后，开关也闭合，提示灯灭。如图所示的四个选项中，符合电路设计要求的是（    ） A．  B．  C．  D．   15．“绿色环保，低碳出行”，近年来，中国各种新能源汽车产业发展十分迅速。电动公共汽车的动力来源于电动机，前、后两门（电路开关）中任意一个门没有关闭好，电动公交车都无法行驶，图中符合要求的电路是（　　） A． B． C． D． 16．某学校电动门既可以用遥控器开启，也可以用按钮开关开启。电动门开启时，电动机工作，警示灯亮起。若取下警示灯，电动机仍能工作，按下遥控器相当于闭合，按下按钮开关相当于闭合，符合上述要求的电路是(     ) A. B. C. D. 17. （2024天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻____________。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____ 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____ ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年度人教版9年级全册期末考试必考的四种题型专练 专题06 电路设计问题 （共17题） 1. （2024重庆B）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 【解析】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 2. （2024天津）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 【解析】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。 3. 为确保安全，某品牌电动车须拧动钥匙（相当于闭合开关）且按下按键（相当于闭合开关）才能启动。下列电路设计符合要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】A 【解析】由题意可知，只有开关S1、S2都闭合后，才能启动，电动机才开始工作，说明两开关相互影响，则两开关是串联的，即两开关、电动机与电源组成串联电路。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 4. （2024山东临沂）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 【解析】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。 5. 共享电动助力单车极大方便人们的出行。如图为某助力单车，使用前先摇晃车把检查电量，此时开关闭合，只有电量指示灯亮起；确认电量充足后扫码开锁，此时开关闭合，日间行车灯亮起，电动机M启动，且日间行车灯损坏时电动机M可正常工作；助力单车在规定区域内，开关始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关自动断开，电动机M、行车灯均无法工作，指示灯可正常工作。下列电路设计符合要求的是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】助力单车使用前先摇晃车把检查电量，此时开关S1闭合，只有电量指示灯L1亮起，说明S1与L1串联接入电源两端；确认电量充足后扫码开锁，此时开关S2闭合，日间行车灯L2亮起，电动机M启动，且日间行车灯L2损坏时电动机M可正常工作，说明L2与电动机M并联，开关S2位于L2与电动机M并联电路的干路上；助力单车在规定区域内，开关S3始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关S3自动断开，电动机M、行车灯L2均无法工作，指示灯L1可正常工作，说明开关S3位于L2与电动机M并联电路的干路上，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 6. （2024四川宜宾）中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态，由开关控制，在下图的简化电路中不能实现要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】A．只闭合S1时，R1、R2串联，，电路中电阻较大，由可知，电功率较小，为文火状态，当S1、S2都闭合时，只有R1接入电路，电路中电阻较小，由可知，电功率较大，为急火状态，可以实现要求，故A不符合题意； B．当只闭合S1时，R1、R2串联，当S1、S2都闭合时，仍旧是R1、R2串联，当S1闭合时，无论是否闭合S2，电路中电功率都相同，不能实现要求，故B符合题意； C．当S1闭合，S2接1时，电路中只有R1，电阻较小，由可知，电功率较大，为急火状态；当S2接2时，R1、R2串联，电路中电阻较大，由可知，电功率较小，为文火状态，可以实现要求，故C不符合题意； D．当S1闭合，S2两端都接1时，R1、R2串联，电路中电阻较大，由可知，电功率较小，为文火状态，S2两端都接2时，只有R1接入电路，电路中电阻较小，由可知，电功率较大，为急火状态，可以实现要求，故D不符合题意。 故选B。 7. （2024四川遂宁）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 【解析】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。 8. （2024四川南充）不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】根据题意可知，骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作，从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作，这说明灯泡与电机工作时互不影响，是并联的，若只戴头盔不扫码则无法骑行，则开关S1在干路中控制整个电路，开关S2与电机在一条支路中。 故选C。 9. （2024四川广安）党的二十大报告指出“必须坚持科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，开展了STEM科创教育，在此期间，科创小组自制了“冰淇淋自动售货机”。该作品可以通过扫码（该开关闭合）或投币（该开关闭合）完成自动出售服务；当光线较暗时，光控开关闭合，还可以提供照明。下列电路设计符合该要求的是（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】由题意可知，闭合开关扫码或闭合开关投币都能启动电动机，故开关扫码和投币应并联共同控制电动机；在光线较暗时，光控开关自动闭合，接通灯泡照明，则灯泡由光控开关控制，且与电动机并联。综上所述，图D符合要求，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 10. （2024四川泸州）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 【解析】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。 11．为避免立定跳远测试起跳时过线犯规，学校引进了一批体育练习装置。装置的基本原理是，当有同学踏上练习垫时，开关S1、S2同时闭合，当装置感应到脚尖过线，红外感应开关S2断开，蜂鸣器发出声音提醒同学犯规。下列选项能实现上述功能的电路图是（　　） A B C D 【答案】A 【解答】解：根据题意可知，开关S1、S2同时闭合，当机器感应到脚尖过线，红外感应开关S2断开，蜂鸣器发出声音提醒考生犯规，这说明开关S2与蜂鸣器是并联在电路中的，为了保护电路，蜂鸣器应该与R串联接入电路中，开关S1串联接入电路中，根据选项可知，A正确。故选：A。 12．小亮家网购了一款人体感应灯，这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应开关闭合）时才会自动发光，在人离开时会自动熄灭。下列电路中符合要求的是（　　） A．B．C．D． 【答案】B 【解析】根据题意知道，要求灯只有在光线暗、有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭，说明光敏开关和人体感应器同时控制灯泡，即光敏开关和人体感应器、灯泡三者串联，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 13．有一种智能锁，需要通过“密码+人脸”两次识别成功才能开锁。密码识别成功时仅S1闭合，灯L发光，照亮人脸，人脸识别成功后S2才会闭合，电动机工作，开锁成功。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．根据题意知，只S1闭合，灯L发光；灯光照亮人脸完成人脸识别时S2闭合，即S1、S2同时闭合，电动机M才工作。由图知，只S1闭合，灯L发光，再S2闭合，电动机M也工作，故A符合题意； B．由图知，只闭合S1时，灯和电动机就能工作，故B不符合题意； C．由图知，只闭合S1时，灯L不发光，电动机工作，故C不符合题意； D．由图知，只闭合S1时，电动机和灯都工作，故D不符合题意。 故选A。 14．为了交通安全，驾驶员必须使用安全带。某汽车厂家为了提醒驾驶员系好安全带，做了如下设计：驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关闭合，提示灯亮；系上安全带后，开关也闭合，提示灯灭。如图所示的四个选项中，符合电路设计要求的是（    ） A．  B．  C．  D．   【答案】A 【解析】A．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关闭合，电阻和灯泡串联，提示灯亮；系上安全带后，开关也闭合，灯被短路，提示灯灭，故A符合题意； B．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关闭合，电阻和灯泡串联，提示灯亮；系上安全带后，开关也闭合，电阻被短路，灯会更亮，故B不符合题意； C．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，开关闭合，提示灯亮；系上安全带后，开关也闭合，电阻和灯泡并联，灯仍然发光，故C不符合题意； D．如图所示，驾驶员坐上驾驶座位未系安全带时，只有开关闭合，灯泡断路，提示灯不亮，故D不符合题意。 故选A。 15．“绿色环保，低碳出行”，近年来，中国各种新能源汽车产业发展十分迅速。电动公共汽车的动力来源于电动机，前、后两门（电路开关）中任意一个门没有关闭好，电动公交车都无法行驶，图中符合要求的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】因为前、后两门（电路开关）中任意一个门没有关闭好，电动公交车都无法行驶，所以两个开关串联连接，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。 16．某学校电动门既可以用遥控器开启，也可以用按钮开关开启。电动门开启时，电动机工作，警示灯亮起。若取下警示灯，电动机仍能工作，按下遥控器相当于闭合，按下按钮开关相当于闭合，符合上述要求的电路是(     ) A. B. C. D. 【答案】D  【解析】某学校电动门既可以用遥控器开启，也可以用按钮开关开启，说明两个开关独立工作，是并联的，电动门开启时，电动机工作，警示灯L亮起。若取下警示灯L，电动机仍能工作，说明电动机和指示灯并联，故D正确，ABC错误。 17. （2024天津）生物小组的同学们在冬天利用杂草、落叶及泥土等材料制作花肥时，发现天气太冷肥料不易发酵，于是他们想制作一个电加热垫给肥料加热。 【初步设计】选取一根粗细均匀的电热丝，将其接在电压恒为的电源上（如图所示），加热功率为，该电热丝的电阻____________。（不考虑温度对电阻的影响） 【改进设计】为获得不同的加热功率，从电热丝的中点处引出一条导线，将电热丝以不同方式连接在电压为的电源上，可以得到另外两个加热功率和，且。请你在图甲、乙中将各元件连接成符合改进要求的电路，并推导出与之比。说明：电热丝上只有三处能接线，电热丝的额定电流满足设计需求。_____ 【优化设计】为方便操控，再增加一个单刀双掷开关，通过开关的通断和在1、2触点间的切换，实现加热垫和三档功率的变换。请你在图中将各元件连接成符合优化要求的电路。注意：无论怎样拨动开关，不能出现电源短路。____ 【答案】 ①. ②. ，，推导见解析 ③. 【解析】 【详解】【初步设计】 根据得 【改进设计】设计甲乙电路图如图所示 将电热丝的中点与一端相连，另一端接电源，此时电阻为，功率为 将电热丝的中点与一端相连，然后将这一端与电源的一端相连，电源的另一端与电热丝的另一端相连，实际上是和并联，此时的总电阻为 总功率 P1与P2之比为 【优化设计】当S与2触点接触，S0断开时，只有R0的简单电路，此时加热垫处于P0功率档； 当只闭合S0时，只有的简单电路，此时加热垫处于P1功率档； 当S与1触点接触，S0闭合时，和并联，此时加热垫处于P2功率档； 优化设计如图所示： ( 1 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$