第十五章 专题特训二 电路的连接与设计-【拔尖特训】2025-2026学年新教材九年级全一册物理(人教版2024)

34 专题特训二　电路的连接与设计 ▶ “答案与解析”见P12 类型一 电路图与实物图的转换 1. 根据图示电路图连接实物电路。 (第1题) 2. ★如图所示为由电灯L1、L2、L3 以及开关 S1与S2 组成的电路,在虚线框中画出与此 实物电路相对应的电路图。 (第2题) 类型二 根据要求选择电路的设计 3. 新情境·日常生活 (2024·枣庄)常用 智能手机是通过指纹开关S1 或密 码开关S2 来解锁的,若其中任何一 种方式解锁失败后,锁定开关S3 均会断开, 从而暂停手机解锁功能,开关S3将在一段时 间后自动闭合以恢复解锁功能。若用灯泡L 发光模拟手机解锁成功,则图中符合要求的 模拟电路是 ( ) A. B. C. D. 4. 新情境·科技民生 (2024·潍坊)共享电动助 力单车极大地方便了人们的出行。如图所示 为某助力单车,使用前先摇晃车把检查电量, (第4题) 此时开关S1 闭合,只有电 量指示灯L1亮起;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仍可正常工作;在规定 区域内,开关S3始终闭合,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,但指示灯L1仍可正常工作。 下列电路设计符合要求的是 ( ) A. B. C. D. 5. 汽车转向灯的电路要求如下:左转弯时,只能 出现前后左转向灯亮;右转弯时,只能出现前 后右转向灯亮。小明据此设计了下列四种电 路,其中最合理的是 ( ) A. B. C. D. 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 物理(人教版)九年级全一册 35 类型三 根据要求完成电路的设计 6. 新情境·科技民生 (2024·济南一模)为了提 高旅客进站的效率,高铁站的自助检票闸机 (如图)可实现自动检票。当摄像头扫描出人 脸时,开关S1 闭合,刷身份证或人脸识别成 功时(相当于闭合开关S2或S3),电动机才启 动,闸门打开放行。请在虚线框中设计出符 合要求的电路图。 (第6题) 7. ★ 跨学科实践·日常生活 (2024·济南期末)居 民楼的楼道里夜间只是偶尔有人经过,电灯 一直亮着会浪费电。但是,如果有人夜晚出 来,没有灯又很不方便。现有一种自动控制 的楼道灯,当天黑后有人走动时灯才能亮;白 天无论发出多大的声音,电灯也不会亮。这 是因为控制开关中装有“声控”和“光控”开 关,请在如图所示的虚线框中画出楼道灯的 电路图。 (第7题) 8. 如图所示为简易手动交通信号灯模拟电路的 一部分,请补画一根导线,使开关S接1时, 只有 L1、L2 亮,开关S接2时,只有 L3、 L4亮。 (第8题) 9. 请根据表中给出的信息,用笔画线代替导线, 将图中的实物连接成完整电路。 开关状态 灯泡发光情况 闭合S,断开S1、S2 L1、L2均不发光 闭合S、S1,断开S2 L1发光,L2不发光 闭合S、S2,断开S1 L1不发光,L2发光 断开S,闭合S1、S2 L1、L2均不发光 (第9题) 10. 跨学科实践·工程实践 (2024·济宁三模)请 设计一个自动防盗报警电路。要求:晚间开 关S闭合后,指示灯亮,电铃不响;当房门被 打开时,细导线EF 被扯断,指示灯亮并且 电铃发声报警。请按要求连接电路。 (第10题) 11. (2024·青岛校级期中)汽车一般都设有安 全带未系提示系统,其中安全带插口相当于 一个开关,座椅下也有一个开关。当安全带 未插入插口时且人坐在座椅上时,电铃响 起,红灯亮起;再将安全带插入插口时,电铃 停止响动,红灯熄灭。给你一个小灯泡L、 一个电铃D、一个保护电阻R0、两个开关 S1和S2、一个电池组和若干导线。请模拟 设计出汽车安全带未系提示系统的电路图, 其中,人坐在座椅上,相当于S1 闭合;安全 带插入插口时,相当于S2闭合。 (第11题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 第十五章　电流和电路 第3节　串联电路和并联电路 1. C 2. B 3. 如图所示 (第3题) 4. 如图所示 (第4题) 5. D 解析:从题中信息可知,发热管 与电动机并联,S1 在干路上,S2 和发 热管在同一条支路上,根据这些要求 可知,D图符合要求。 串联电路与并联电路的主要区别 串联电 路:电 流 只 有 一 条 路 径,各用电器相互影响,只需要一 个开关就可以控制所有的用电器; 并联电路:电流有多条路径,各用 电器互不影响,干路的开关控制整 个电路,支路的开关控制各自的 支路。 6. B 解析:电铃与灯串联,弹簧上的 金属片B 相当于开关,闭合时将电铃 短接,此时灯亮,电铃不响。当有人把 物品搬离展台时,金属片B 在弹力作 用下与金属片A、C分开,灯和电铃串 联,此时灯亮,电铃响。故B符合题 意,A、C、D不符合题意。 7. D 解析:由电路图知,电动机与照 明灯并联,且都由各自的开关控制,所 以电动机与照明灯可以单独工作,互 不影响;冰箱门打开时,S2 是一定闭 合的,但S1不一定闭合,灯一定发光, 灯与电动机并联;冰箱门关上时,S2 自动断开,灯熄灭;电动机使冰箱内的 温度降低,因此冰箱内温度降到设定 的温度时,S1 就自动断开,电动机将 停止工作,故D说法正确。 8. 断开开关,将其中一个小灯泡取 下,再闭合开关,观察另一个小灯泡是 否发光,若发光,则两个小灯泡是并联 的;若不发光,则两个小灯泡是串联的 解析:利用串联和并联的特点来判断 电路的连接形式。 9. 短路 4 解析:由图可知,闭合开 关,电流由电源正极经导线c、a、d和 开关S回到电源负极,没有经过用电 器,电源被短路;要使电路中的两灯并 联,电流应分别流入两个灯泡,将导线 d接“3”的一端改接到“4”上。 10. 并 S1、S2、S3 解析:当S2 断 开,S1、S3闭合时,电流分别流经灯泡 L1与L2,又在另一点汇合,再回到电 源的负极,所以它们是并联的;若同时 闭合S1、S2、S3,这样就直接用导线把 电源两端连接,所以会造成电路短路。 11. 如图所示 (第11题) 解析:根据题意可知,当把钥匙插入插 孔并转动,接通电源后电动机才能工 作,闭合S1后车灯才会亮,闭合S2 后 铃才会响,这说明开关S为总开关,车 灯与铃互不影响,且S1 控制车灯、S2 控制铃。 12. (1) 如图(a)所示 (2) 如图 (b)所示 (第12题) 解析:(1) 根据表格信息知,当M、N 两根导线分别接A、B 时,L1 不发光, L2 发光,说明A、B 之间有电源;当 M、N 两根导线分别接B、C 时,两灯 泡均不发光,说明电路存在断路;当 M、N 两根导线分别接A、C 时,两灯 泡均发光,但都较暗,说明两灯泡串联 在电路中;根据以上分析可知,电源在 A、B 之间,L1 位于B、C 之间,A、C 之间断路,如图(a)所示。(2) 由 (1)得L1与L2串联在电路中,所以实 物图如图(b)所示。 专题特训二　电路的 连接与设计 1. 如图所示 (第1题) 解析:电路图中,两灯并联,开关S2 与 灯L2串联,只控制这盏灯;S1 控制整 个电路,根据电路图连接实物图。 2. 如图所示 (第2题) 解析:先分析电路,然后按分析结果画 出电路图。此题由于电灯和开关都较 多,因此可用电流法分析电路。当开 关S1 和S2 都闭合后,电流从电源正 极流出,在A 接线柱处分为三支:一 支经过电灯L1到达电灯L3的右侧接 线柱B;另一支经过电灯L2之后与经 过电灯L1的电流汇合,也到达接线柱 B;第三支先经过开关S2,再经过电灯 L3之后,也到达接线柱B。三条支路 的电流在B 点汇合,最后经过开关S1 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 21 回到电源负极。综上所述,电灯L1、 L2和L3 是并联的。开关S1 在干路 上,三盏电灯的电流通与断都由开关 S1控制,所以开关S1 是总开关。开 关S2与电灯L3 处在同一条支路上, 开关S2 只控制电灯L3 电流的通与 断。根据分析结果可画出对应电 路图。 电流法在识别电路 连接方式中的应用 电流法是识别电路连接方式 最常用的方法。识别因开关断开、 闭合引起电路连接方式变化时,可 先按要求断开、闭合开关,再据电 流的流向来识别电路连接方式。 若电路中的电流没有分支,则电路 为串联电路;若电路中的电流流到 某点后分为几条支路,则电路为并 联电路。 3. D 解析:由题意可知,指纹开关 S1 或密码开关S2 均可以解锁,锁定 开关S3断开时暂停手机解锁功能,则 指纹开关S1和密码开关S2 可以独立 工作、互不影响,即为并联,且锁定开 关S3 位于干路,然后与灯泡、电源组 成电路,结合选项电路图可知,选项D 符合。 4. B 解析:使用助力单车前先摇晃 车把检查电量,此时开关S1 闭合,只 有电量指示灯L1 亮起,这说明开关 S1控制指示灯L1;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仍可正常工作,这说明日间 行车灯L2 和电动机 M并联,且开关 S2同时控制L2 与 M;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;这说明开 关S3控制电动机M、行车灯L2,但不 控制指示灯L1;综上分析可知,选项 B电路图符合题意。 5. B 解析:汽车的每一侧各有两个 转向灯,一共有四个灯;由生活经验可 知,左侧、右侧各自的两个灯在工作时 互不影响(即同一侧的一个灯泡损坏 时,另一个灯仍然会发光),所以同一 侧的两个灯的连接方式为并联,故A、 C错误;由于在转向时,不能出现左、 右转向灯同时亮的情况,所以电路只 能由一个单刀双掷开关进行控制,故 B正确,D错误。 6. 如图所示 (第6题) 解析:由题可知,当摄像头扫描出人脸 时,开关S1 闭合,刷身份证或人脸识 别成功时(相当于闭合开关S2 或 S3),电动机才启动,闸门打开放行,这 说明开关S2 与S3 并联,S1 串联在 干路。 7. 如图所示 (第7题) 设计电路的一般步骤 (1) 仔细审题,分析需要哪些 电路元件。(2) 根据题意,弄清用 电器之间该如何连接。(3) 找准开 关和 用 电 器 之 间 的 连 接 方 式。 (4) 画出电路的框架草图,将电学 元件填入电路中。(5) 对照题目要 求,检 查 电 路 连 接 是 否 正 确。 (6) 画出电路图,所画的电路图要 简洁、美观。 8. 如图所示 (第8题) 解析:由题图可知,将灯L1 的上端接 线柱与电源正极连接,则可实现开关 S接1时,只有L1、L2 亮(L1、L2 并 联),开关S接2时,只有灯L3、L4 亮 (L3、L4并联)。 9. 如图所示 (第9题) 解析:根据表格内容可判定该电路为 并联电路,由“断开S,闭合S1、S2,L1、 L2均不发光”,可确定开关S在干路 上;由“闭合S、S1,断开S2,L1 发光, L2不发光”和“闭合S、S2,断开S1,L1 不发光,L2 发光”,可确定S1 控制L1 所在支路,S2控制L2所在支路。 10. 如图所示 (第10题) 解析:开关闭合时,若导线完好则电铃 不响;而当导线被拉断后电铃响,说明 导线和电铃并联,导线完好时,电铃被 短路,从电源正极依次串联开关、灯泡 以及电铃回到电源负极,然后将EF 并联在电铃两端。 11. 如图所示 (第11题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 31 解析:当开关S1 闭合时,电铃和小灯 泡都工作,所以小灯泡、开关S1、电铃 应依次串联在一起;当S2 闭合时,两 者都不工作,说明S2所在的电路将小 灯泡和电铃都短路了,电路中只有定 值电 阻 R0,定 值 电 阻 R0 起 到 保 护作用。 第4节　电流的测量 1. A 2. D 解析:两灯泡并联,开关控制整 个电路,开关串联在干路中,电流表测 通过L2的电流,电流表应串联在L2 支路中;图A中两灯泡并联,电流表 与小灯泡L1 串联,开关控制整个电 路,故A不符合题意;图B中两灯泡 并联,开关控制整个电路,电流表测干 路的电流,故B不符合题意;图C中 两灯泡并联,开关控制整个电路,电流 表串联在L2支路中,但正负接线柱接 反,故C不符合题意;图D中两灯泡 并联,开关控制整个电路,电流表串联 在L2支路中,测通过L2的电流,故D 符合题意。 电流表的使用方法 使用电流表时既要注意与被 测用电器串联,同时又要使接线柱 连接正确,即电流要从电流表的正 接线柱流入,从负接线柱流出。 3. D 4. 串联 正、负接线柱接反了 0.24 解析:测量电流时,电流表应和被测用 电器串联。连接好电路,闭合开关,发 现电流表指针向左偏转至图甲所示位 置,说明电流表中的电流方向反了,原 因是电流表的正、负接线柱接反了。 如图乙所示,电流表选择小量程,分度 值为0.02A,示数为0.24A。 5. B 解析:A图中,两只灯泡并联, 闭合开关,电流表测量通过L2 的电 流,不会损坏电流表;B图中,闭合开 关,电流从电源正极经电流表直接回 到电源负极,造成电源短路,会烧坏电 流表和电源;C图中,两只灯泡串联, 闭合开关,电流表测量电路中的电流, 不会损坏电流表;D图中,两只灯泡并 联,闭合开关,电流表被短路,不会损 坏电流表。 6. B 解析:用导线连接d、f,再闭合 开关S,此时L1 没有接入电路,电路 为只有L2 的简单电路,电流表测L2 的电流,因此L1 不亮,故A正确;用 导线连接e、f,再闭合开关S,两灯串 联,电流表测串联电路的电流,两灯均 发光,故B错误;用导线连接e、g 和 d、f,再闭合开关S,两灯并联,电流表 测干路电流,两灯均发光,故C正确; 用导线连接e、f 和d、g,再闭合开关 S,导线直接与电源正负极相连,电源 短路,会损坏电流表和电源,故 D 正确。 7. 正确 电流表的正、负接线柱接反 了 电流表并联在电路中了 8. 断路 L1 断路 解析:由图可知, 灯泡L1和L2 串联,电流表测量电路 的电流,闭合开关时,发现灯泡L1、L2 均不亮,电流表指针没有偏转,说明电 路出现断路。将导线并联在L1两端, 灯泡L1被短路,没有电流通过,发现 L2 亮,电流表指针发生偏转,说明灯 泡L2没有问题,因此电路故障可能是 灯泡L1断路。 9. 如图所示 (第9题) 10. (1) 不发光 电流表A2、灯L2被 短路 (2) 如图所示 (第10题) 解析:(1) 灯L2 与电流表A2 串联后 与导线并联,故观察到灯L2 不发光; 即该电路存在的问题是电流表A2、灯 L2 被短路。(2) L1、L2 并联,电流表 A1测干路电流,电流表A1 接在干路 上,电流表A2 测通过灯L2 的电流, 电流表A2 与灯L2 串联,开关控制所 有用电器,开关接在干路上,注意电流 从电流表正接线柱流入,从负接线柱 流出,如图所示。 11. (1) 10s内通过该导体横截面的 电荷量是2C,导体中的电流I=Qt= 2C 10s=0.2A (2) 在t时间内电子移 动的距离L=vt,导体的横截面积 S=π d2 2 =14πd 2,t时间内通过导 体某一横截面的电子数N=nSL= nπvtd2 4 ,t时间内通过导体某一横截 面的电荷量Q=Ne=nπevtd 2 4 ,则通 过导体的电流I=Qt = nπevtd2 4t = nπevd2 4 第5节　串、并联电路中 电流的规律 1. A 2. D 3. 并 4 4. (1) 如图所示 断开 (2) 0.28 干路电流等于各支路电流之和 (3) 所用灯泡规格相同 (第4题) 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 􀥈 41