3.4活动：电路创新设计展示- 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 2024-2025学年教科版物理九年级上册 一、单选题 1．为节约用纸，学校新学期安装了感应自动出纸装置。其工作过程如下：开关S闭合，装置处于待机状态，指示灯亮；用手遮挡感应区，电动机转动送纸。如下电路图中能满足要求的是（表示光敏元件，未被遮挡时电阻很小，相当于一根导线；被遮挡时，相当于断开的导线）（　　） A． B． C． D． 2．某项目学习小组设计了一个智能灯控系统，电路的通断可以通过手动开关S1，也可以通过手机远程控制开关S2实现。光线较暗时，光控开关S3，自动闭合，接通灯泡。如图电路图中符合要求的是 A． B． C． D． 3．我国道路交通安全法规定，行驶中的车辆前排乘坐的人员必须系好安全带。汽车上都安装有未系提示系统。当车辆前排两个座位上任意一个安全带没有扣好（相当于S1、S2中任意一个开关未闭合）时，仪表盘上的指示灯亮起，蜂鸣器工作。下列电路中符合上述要求的是（　　） A． B． C． D． 4．如图所示的实物图与选项图所示的四幅电路中相符的是（　　） A． B． C． D． 5．扬泰苏中机场停靠的飞机上有两间厕所，只有当两间厕所的门都关上时（每扇门的插销相当于一个开关），车厢中的指示牌内的指示灯才会发光，指示牌就会显示“厕所有人”字样，提醒乘客两间厕所内部都有人。下图中符合要求的电路是（　　） A． B． C． D． 6．电动牙刷对保护口腔卫生有较好的作用。使用时，闭合S1，电动机工作，开始刷牙。S2是手柄上的强、弱转换模式开关，可调节电动机的旋转快慢，以达到不同的刷牙需要。下列电路符合上述设计要求的是（   ） A． B． C． D． 二、填空题 7．如图所示的电路中，探究电路的串联和并联情况的特点，要让灯泡L1、L2串联，应闭合的开关是 （选填“S1”、“S2”或“S3”）。 8．如图所示，要使灯L1、L2并联，应闭合开关 ；为了保护电路，不能同时闭合三个开关，原因是 。 9．电路如图所示，灯泡L1和L2并联只需要闭合开关 ，为了电路安全，一定不能同时闭合 两个开关。 10．随着科技发展，智慧设备影响着我们的日常生活，包括日常出行。    （1）如图所示是一种停车位是否被占用的模拟提醒电路，虚线框内元件一个是灯泡，一个是定值电阻。设计要求无论开关是否闭合，灯泡都能发光，则 （选填“a”或“b”）是灯泡。当车位未被占用时，开关S断开；当车位被占用时，开关S闭合，此时灯泡 （选填“变亮”或“变暗”）； （2）为了节约电能，人们利用声控开关和光控开关设计了自动控制楼道路灯的电路，声控开关的作用是：有人经过发声时，开关闭合；没有人经过时，开关断开。光控开关的作用是：白天开关断开，夜晚开关闭合。如果要求只有夜晚有人经过发声时，灯才会亮。请设计符合这一要求的自动电路图。( ) 11．在电路设计比赛中，晓宇设计的是防盗电路，触发k1或k2的防盗开关，电动机M自动启动将盗贼锁定，防盗电路是下图中的 图； 在晓月设计控制电路中，k1和k2是指纹开关，当两开关都闭合时，电动机M启动开始小组活动，此控制电路是下图中的 图；下列电路图中的 图若两开关都闭合电池将被短路． 12．灯泡L1和灯泡L2连接成如图所示的电路，若使L1和L2串联，只需要闭合开关 。 三、作图题 13．连接图中灯泡L1、L2的并联电路。 四、实验题 14．小明和小伟在连接串并联电路的实验中。 （1）在连接电路的过程中，开关应该 （填“断开”或“闭合”）； （2）小明连接了如图所示电路，如果闭合开关，两个灯泡都将 （填“不会发光”或“会被烧坏”），出现 （填“断路”、“短路”或“通路”）现象； （3）小明想将电路全部拆散，重新连接。小伟认为只需拆除 （填字母）这一根导线，就能成为串联电路； （4）在（3）正确拆除完导线的基础上，两灯串联，他们闭合开关发现两灯同时亮，断开开关两灯同时灭；将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池正极之间，观察到同样的现象。这样操作的目的是探究串联电路中 。    五、简答题 15．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。 16．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。 17．自选器材设计亮度可调的台灯的电路图 ． 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 C A B C A B 1．C 【详解】A．如图，开关S闭合，灯和电动机、光敏电阻串联，手未遮挡时，电路通路，指示灯亮，电动机工作，手遮挡时，电路断路，电动机不工作，故A不符合题意； B．如图，开关S闭合，电动机和光敏电阻串联，再和灯并联，手未遮挡时，电动机通路可工作，指示灯亮，手遮挡时，电动机断路，电动机不工作，故B不符合题意； C．如图，开关S闭合，电动机和光敏电阻并联，再和灯串联，手未遮挡时，电动机短路，不工作，指示灯亮，手遮挡时，电动机通路，电动机工作，故C符合题意； D．如图，灯和光敏电阻并联，再和电动机串联，手未遮挡时，灯短路，灯不亮，电动机工作；手遮挡时，电动机工作，指示灯亮，故D不符合题意。 故选C。 2．A 【详解】电路的通断可以通过手动开关S1，也可以通过手机远程控制开关S2实现，说明两个开关互不影响，两个开关是并联的；光线较暗时，光控开关S3，自动闭合，接通灯泡，说明开关S3和灯泡串联，故选A。 3．B 【详解】A．由图可知，开关S1闭合时会将指示器以及蜂鸣器接通，与题意相反，故A不符合题意； B．由图可知，开关S1、S2与蜂鸣器、指示灯并联，开关S1、S2同时闭合可将指示灯以及蜂鸣器同时短路，任意一个开关未闭合状态，指示灯以及蜂鸣器都会工作，故B符合题意； C．由图可知，开关S1、S2为并联，任意一开关闭合会将指示灯以及蜂鸣器接通，与题意相反，故C不符合题意； D．由图可知，开关S1、S2为串联，两开关同时闭合会将指示灯以及蜂鸣器接通，与题意相反，故D不符合题意。 故选B。 4．C 【详解】由实物图知，灯与电动机并联，开关在干路上，在电动机支路上。 A．图中灯与电动机并联，在灯泡支路上，在电动机支路上，与实物图不相符，故A不符合题意； B．图中灯与电动机并联，在干路上，在灯支路上，与实物图不相符，故B不符合题意； C．图中灯与电动机并联，开关在干路上，在电动机支路上，与实物图相符，故C符合题意； D．图中灯与电动机并联，开关、都在干路上，与实物图不相符，故D不符合题意。 故选C。 5．A 【详解】当两间厕所的门都关上时（每扇门的插销相当于一个开关），车厢中的指示牌内的指示灯才会发光，两把插销也就是两只开关同时控制一个电路，说明两开关与灯泡串联组成电路。 A．图中两个开关和灯泡串联，故A符合题意； B．图中两个开关都闭合，电源短路，故B不符合题意； C．图中只闭合其中一个开关，灯泡发光，故C不符合题意； D．图中闭合开关S1，电源短路，故D不符合题意。 故选A。 6．B 【详解】A．由图知，两开关、电动机以及定值电阻串联，只有两开关都闭合电路中电动机才能转动，且无法改变电动机旋转的快慢，故A不符合题意； B．由图知，只闭合开关S1，电动机与定值电阻串联，再闭合开关S2，定值电阻被短路，只有电动机接入电路，两种情况下通过电动机电流不同，可以改变电动机旋转的快慢，故B符合题意； C．由图知，开关都闭合时，电动机被短路，不接入电路中，故C不符合题意； D．由图知，电动机与定值电阻并联，开关S1单独控制电动机和开关S2单独控制定值电阻，所以无法改变电动机旋转的快慢，故D不符合题意。 故选B。 7．S2 【详解】串联电路只有一条电流路径，流过一个元件的电流同时流过另一个元件，由图知道，要使灯L1、L2组成串联电路，应将两灯首尾相连接到电源两端，所以，需闭合开关S2。 8． S1、S2 会发生电源短路 【详解】[1]要使两灯泡并联，电流从电源正极流出分别经过支路S1、灯泡L2和支路L3、S2，然后再流回电源负极，因此应闭合开关S1、S2，断开开关S3。 [2]同时闭合三个开关，电流不经过用电器直接从电源的正极流入电源负极，会造成电源短路，故不能同时闭合三个开关。 9． S1和S3 S2、S3 【详解】[1]两个灯泡的两端分别连在一起，然后接到电路中，这两个灯泡是并联的。已知L1的左端和L2的上端已连接在一起，故把L1的右端和L2的下端连接在一起，再与电源连接在一起即可，故灯泡L1和L2并联只需要闭合开关S1和S3。 [2]若同时闭合开关S2、S3，电流不经过用电器直接接到电源两端，电源短路，这是不允许的，即为了电路安全，一定不能同时闭合S2、S3两个开关。 10． b 变亮    【详解】（1）[1]由图知，S断开时，a、b处的元件串联在电路中，S闭合时，a处的元件短路，电路为b元件的简单电路。根据设计要求无论开关是否闭合，灯都发光可知，a处是定值电阻，b处灯泡。 [2]开关闭合后，只有b处灯泡连入电路中，由串联电路特点和欧姆定律知，通过灯泡的电流和其两端电压增大，由知，灯泡的实际功率变大，所以灯泡变亮。 （2）[3]根据题意可得，声控开关和光控开关串联后共同控制灯泡，同时符合光暗到一定程度，而且有一定的声音时电灯才发光，两个开关都闭合才噶光，说明两个开关是串联，即用导线将各元件依次连接起来，如图所示：    11． 丙 甲 乙 【分析】（1）晓宇设计的是防盗电路，触发K1或K2的防盗开关，电动机M就会自动启动将盗贼锁定，说明两开关可以独立工作、互不影响即为并联，据此进行解答； （2）在晓月设计控制电路中，K1和K2是指纹开关，当两开关都闭合时，电动机M启动开始小组活动，说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联，据此进行解答； （3）短路是指导线直接将电源的正、负极相连，电流不通过用电器，这样易烧坏电源． 【详解】(1)晓宇设计的是防盗电路,触发S1或S2的防盗开关(即闭合S1或S2)，电动机M就会自动启动将盗贼锁定，说明两开关可以独立工作、互不影响，即两开关应并联，则图丙符合要求； (2)在晓月设计控制电路中,K1和K2是指纹开关，当两开关都闭合时，电动机M启动开始小组活动，说明两开关不能独立工作，即两开关应串联，图甲符合要求； (3)由图乙可知，两开关都闭合时，电源两极被导线直接相连了会造成电源短路． 12．S3 【详解】如果仅将开关S3闭合，S1、S2断开，电流先后依次经过灯泡L1、开关S3、灯泡L2回到负极，所以L1、L2是串联连接，两盏灯都发光。 13． 【详解】灯泡L1、L2并列连接组成并联电路如下图所示： 14． 断开 不会发光 短路 b 开关的控制作用 【详解】（1）[1]为了保护电路，连接电路的过程中，开关应该断开； （2）[2][3]图中电源被短路，所以两个灯泡中没有电流通过，都不发光。 （3）[4]如图，b导线导致电源被短路，拆除b导线后，两个灯泡逐个顺次连接起来，成为串联电路。 （4）[5]在（3）正确拆除完导线的基础上，两灯串联，他们闭合开关发现两灯同时亮，断开开关两灯同时灭；将开关S换接到L1和L2之间、L1和电池正极之间，观察到同样的现象，开关的位置发生了变化，其控制作用不变，所有是为了探究串联电路中开关的控制作用。 15．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： 16．（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。 17．见解析 【详解】用一滑动变阻器与台灯的灯泡串联，通过改变滑动变阻器接入电路的阻值，从而改变串联电路的总阻值，在电源电压不变的情况下，电路的电流就会不断变化，灯泡消耗的电功率不断变化，其亮度不断变化；同时电路中应串联一个开关． 电路图如图所示： 点睛：本题考查的是电路设计，主要考查的是滑动变阻器和电路的设计，难度不大． 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 $$