3.4活动：电路创新设计展示 同步训练 2024-2025学年教科版物理九年级上册

3.4活动：电路创新设计展示 同步训练 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．某自动售货机，它可通过手机扫码使开关闭合，也可通过投币使开关闭合，启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关自动闭合，接通灯泡照明。如图是某小组同学根据售货机的功能自行设计的电路，符合上述情况的是（　　） A． B． C． D． 2．为了安全，汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时，相当于闭合开关，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。如图所示符合上述要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 3．生活中随处可见的共享单车给我们生活提供了方便，但经常有人忘记上锁产生费用纠纷．现请同学们设计一个提醒锁车电路，当车支架支起（S1 闭合时）蜂鸣器响起，提醒锁车；当车上锁（S2 断开），蜂鸣器停止发声．下列电路符合要求的是（ ） A． B． C． D． 4．小宇学习了电路知识后，想利用发光二极管设计一个带有指示灯开关的照明电路，晚间关闭照明灯后，利用二极管发出的光指示开关所在的位置．他共设计了四个电路，如图所示，其中L为节能灯，规格为“220V 15W”、D为发光二极管，规格为“1.2V 0.002A”、S为单刀双掷开关、R为限流电阻。图中能够满足要求的电路（   ） A． B． C． D． 5．如图所示的实验电路，灯连接的导线两端A、B还未接入电路，字母C、D、E、F、G、H表示电路各元件的接线柱。下列操作能实现灯、并联，且开关S同时控制两盏灯的是（    ） A．A接G，B接H B．A接C，B接F C．A接C，B接E D．A接G，B接E 6．轿车的驾驶位一般都设有安全带提醒电路，若汽车点火开关S未接通，电路不工作，S接通后，只要有人坐在其中一个座位上，座位下对应的动合开关S1或S2受压后后接通，安全带指示灯亮同时铃响（灯与铃工作互不影响），提醒他系上安全带后（即将安全带的插头插入连接插座内），安装在插座内对应的动断开关S1′或S2′断开，安全带指示灯熄灭同时铃不响，图中的电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 二、填空题 7．刘宇祺一家“十一”自驾去峨眉山游玩。 （1）如图是汽油机的 冲程，将 能转化为机械能，为汽车提供动力； （2）汽车上设置了“安全带指示灯”，当宇祺把安全带系好时，相当于闭合开关，指示灯不亮；安全带未系好时，相当于断开开关，指示灯发光。下面的 电路图符合上述要求； A．   B． C． （3）宇祺发现同行的前车汽车刹车时，刹车尾灯会亮起，于是宇祺判断出驾驶员踩刹车时，刹车装置在汽车电路里相当于是一个 （选填“电源”“开关”或“用电器”）； （4）此次游玩消耗汽油4kg，汽车能量流程图如图所示，汽车输出的有用功为 J。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 8．如图，只让电铃工作，应该闭合开关 ；如果让电铃与灯并联工作，应该闭合开关 。 9．如图所示，若使灯L1与L2串联，应闭合开关 ；若使灯L1与L2并联，应闭合开关 和 ；同时闭合开关 和 ，是不允许的 10．我国交通管理规定：“红灯停、绿灯行、黄灯等一等”，小明在科技活动中设计了一个实验电路，用以模拟十字路口的红绿灯。 （1）当单刀多掷开关接通位置“1”时，南北方向 灯发光，东西方向 灯发光（选填“红”、“绿”或“黄”）； （2）当单刀多掷开关接通位置“2”时，南北方向 灯发光，东西方向 灯发光（选填“红”、“绿”或“黄”）； （3）发光的各灯用的是 联方式。 11．如图所示为小亮设计的电路图，闭合开关 时，L1、L2和L3组成串联电路；闭合开关 时，L1和L2组成并联电路。如果同时闭合开关S2和S3，则灯 亮。    12．在如图所示的电路中，开关S1、S2、S3均已断开。当开关 闭合时，灯L1和L2串联；当两个开关 闭合时，灯L1和L2并联；当两个开关 闭合时，将发生电源短路（均选填“S1”、“S2”或“S3”）。 三、简答题 13．小明认为“两个电阻无论以何种方式连接，其总电阻一定大于其中一个电阻”。现有学生电源、电流表、电压表、开关各一个，两个阻值已知且不同的定值电阻和若干根导线，请你利用以上器材设计一个实验，证明小明的想法是错误的。画出实验电路，写出实验步骤及证明过程。 （1）实验电路； （2）实验步骤及证明过程。 14．小明想探究两个不同规格灯泡在通过相同电流下的亮度和相同电压下的亮度情况，请你帮助小明设计两个探究电路图（用图形符号画电路图），现有一个电源、两个不同规格灯泡、一个开关和一些导线。 15．防控疫情期间，为了严格控制外来车辆出入小区，很多小区安装了门禁系统，如图所示。系统可以通过电子眼自动识别车辆，若是小区内部车辆，则由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆。请设计一个能正确模拟门禁系统内部的控制电路。 16．2023年8月9日，我国某车企第500万辆新能源汽车正式下线！此款新能源汽车内有四个电动机用来提供动力，具备四轮独立驱动能力，能够实现极限操控、应急涉水等功能。请你根据以上资料内容，判断此款车的四个电动机是串联还是并联，并说明理由。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 答案 B C D B B B 1．B 【详解】由题意可知，通过手机扫码，使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货，由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机，由题可知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明，则灯泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制。 故选B。 2．C 【详解】由题意知，指示灯与S并联，但电路不会出现短路，即电路中有保护电阻； AD．由图可知，无论开关断开还是闭合，灯泡都发光，故AD不符合题意； B．由图知，开关断开，灯泡与保护电阻串联，灯能够发光；开关闭合造成电源短路，故B不符合题意； C．由图可知，开关断开，灯泡和保护电阻串联，灯能够发光；开关闭合时，灯泡被短路不能发光，只有保护电阻连入电路中，故C符合题意。 故选C。 3．D 【详解】由题知，当车支架支起（S1闭合时）蜂鸣器响起，当车上锁（S2断开），蜂鸣器停止发声，说明S1、S2闭合时蜂鸣器工作，只闭合其中一个开关时蜂鸣器不工作，则两开关串联共同控制蜂鸣器． A．由题中的电路图可知，当车支架支起（S1闭合时），会造成电源短路，蜂鸣器不工作，故A不符合题意； B．由题中的电路图可知，S2闭合，无论车支架是否支起（S1是否闭合时），蜂鸣器都工作，故B项不符合题意； C．由题中的电路图可知，S2闭合，无论车支架是否支起（S1是否闭合时），都会造成电源短路，故C项不符合题意； D．由题中的电路图可知，当车支架支起（S1闭合时），电路为通路，蜂鸣器响起，当车上锁（S2断开），电路断路，蜂鸣器停止发声，故D项符合题意； 4．B 【详解】A．由电路图可知，单刀双掷开关接通发光二极管时会发光，当无论单刀双掷开关怎样闭合，灯泡都不会发光，故A不符合题意； B．由电路图可知，关闭照明灯后发光二极管与限流电阻串联能发光，闭合照明电路时发光二极管不工作，故B正确； C．由电路图可知，关闭灯泡时，发光二极管不亮，故C不符合题意； D．由电路图可知，闭合照明灯后，发光二极管会因为电路中的电流超过它的额定电流而被烧坏，最后导致白炽灯也不会亮，且关闭照明灯路后发光二极管不亮，故D不符合题意。 故选B。 5．B 【详解】能实现灯、并联，且开关S同时控制两盏灯，则电流分别经过两灯泡，开关在干路上，则应将A接C，B接F，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 6．B 【详解】因汽车点火开关S未接通，则电路不工作。S接通后，指示灯与铃能工作；所以开关S控制整个电路；而连在座位下对应的动合开关S1和在插座内对应的动断开关S1′同时控制安全带指示灯，所以开关S1和S1′与指示灯串联，且开关S1和S1′不能同时处于断开或闭合；同理可知，连在座位下对应的动合开关S2和在插座内对应的动断开关S2′同时控制安全带指示灯，所以开关S2和S2′与指示灯与铃串联，且开关S2与S2′不能同时处于断开或闭合；由于它们同时控制指示灯与铃，所以指示灯需安装在干路上，由于灯与铃工作互不影响，则灯与铃并联装在干路上。故符合要求的电路图是B图。 故选B。 7． 做功 内能 B 开关 5.52×107 【详解】（1）[1]图中进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程。 [2]压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。 （2）[3]由题意知，闭合开关，指示灯不亮；断开开关，指示灯发光，所以指示灯与S并联，但整个电路不会出现短路，即电路中必须串联一个电阻保护电路，故B符合题意，AC不符合题意。 故选B。 （3）[4]汽车刹车时，刹车尾灯会亮起，所以踩刹车相当于闭合开关，刹车装置在汽车电路里相当于是一个开关。 （4）[5]4kg汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=4kg×4.6×107J/kg=1.84×108J 该汽车的效率 η=100%-33%-30%-7%=30% 汽车输出的有用功 W有=ηQ=30%×1.84×108J=5.52×107J 8． S3 S1、S3 【详解】[1]要只让电铃工作，则只有电铃连入电路中，则由图可知应闭合开关S3，断开S1、S2。 [2]要让电铃与灯并联工作（即电铃和电灯首首相接，尾尾相接），则由图可知应当闭合开关 S1、S3，断开S2。 9． S1 S2 S3 S1 S2 【详解】[1]使灯泡L1、L2串联,则应将两灯泡首尾相连接到电源两端,则由图可知只能闭合S1，断开S2、S3才能实现两灯泡L1、L2串联； [2][3]要使L1、L2并联，则应让电流从同一导线分别流入两灯泡中再汇合在同一导线中流回电源负极，则只能闭合S2、S3，断开S1； [4][5]如果闭合S1、S2，电路会出现短路，电流不经过用电器直接从正极流回到负极是不允许的． 10． 绿 红 黄 黄 并 【详解】（1）[1][2]将几个灯的两端分别连接在一起，然后接入电路中，这几个灯为并联。上图中实心圆点表示导线交叉相连，当单刀多掷开关接通位置“1”时，东西方向的两盏红灯和南北方向的两盏绿灯四盏灯并联，故南北方向绿灯发光，东西方向红灯发光。 （2）[3][4]当单刀多掷开关接通位置“2”时，南北方向和东西方向的四盏黄灯并联，故南北方向黄灯发光，东西方向黄灯发光。 （3）[5]根据以上分析，各个发光的灯是并联方式。 11． S3 S1和S2 L1 【详解】[1]只闭合S3时，电路等效为    此时电路为串联电路。 [2]闭合S1和S2时，电路等效为    此时电路为L1和L2组成并联电路。 [3]同时闭合开关S2和S3，电路等效为    L2和L3被开关S2短路，灯L1为通路，灯L1亮。 12． S1 S2、S3 S1、S2 【详解】[1][2]当开关S1闭合时，电流依次经过两灯，灯L1和L2串联；当两个开关S2、S3闭合时，两灯的两端分别连在一起，两灯并列连接，灯L1和L2并联。 [3]当两个开关S1、S2闭合时，将发生电源短路，电源会被损坏。 13．（1）见解析；（2）见解析 【详解】（1）两个电阻并联后相当于增大了导体的横截面积，由影响导体电阻的大小因素可知总电阻可能变小了，因此设计为：电阻R1与电阻R2并联，电流表测干路电流，电压表测并联电路两端的电压，如下图所示： （2）实验步骤： ①按电路图连接电路； ②闭合开关S，读出电流表的示数I和电压表的示数U； ③由欧姆定律可得，利用公式 计算两个电阻并联时的总电阻R，并分别与原来两个电阻比较得出结论，实验表明 R<R1，R<R2 所以小明的想法是错误的。 14．见解析 【详解】根据串联电路电流处处相等的特点，可设计串联电路探究两个不同规格灯泡在通过相同电流下的亮度，如图： 根据并联电路各个用电器两端电压相等的特点，可设计并联电路探究两个不同规格灯泡在相同电压下的亮度，如图： 15． 【详解】根据题意，若是小区内部车辆，由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆，则两个开关单独都能打开大门，即两开关并联后再与电动机串联，如图所示： 16．见解析 【详解】由题意可知，此款新能源汽车内有四个电动机用来提供动力，具备四轮独立驱动能力，即四个电动机都能独立工作，互不影响，是并联的。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $$