内容正文:
第4节 串联电路和并联电路
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 电路的串联和并联及其识别 1
题型2 串、并联电路的设计和连接 3
题型3 生活中的串并联电路 5
题型4 电流表、电压表在判断电路故障中的应用 6
【能力培优练】 8
【链接中考】 11
【重难题型讲解】
题型1 电路的串联和并联及其识别
1、串联电路和并联电路
串联电路
并联电路
定义
元件逐个顺次连接的电路
元件并列连接的电路
电路和电路图
特点
电流路径只有一条,无干路和支路之分;用电器之间相互影响
电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;各支路上用电器之间互不影响
开关的控制作用
开关控制所有的用电器,开关的控制作用与开关的位置无关
干路的开关控制所有的用电器,支路的开关控制该支路的用电器开关的控制作用与开关的位置有关
★特别提醒
串、并联电路是两种最基本的电路连接方式,判断电路连接时,要根据电路的基本特征和用电器的工作状态判断;不是只要是同时工作又同时停止工作的一定是串联,忘记了并联电路中开关在干路中时也可以实现用电器的同时工作与同时停止工作!!
2、串、并联电路的辨别
(1)根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
(2)根据电流关系判断
①如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
②如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(3)根据电压关系判断
①如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
②如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(4)根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
【归纳总结】
(1)串联:电路元件逐个首尾顺次连接的电路连接方式,只有一条电流路径,无分叉;
(2)并联:电路元件并列连结在电路中的电路连接方式,至少有两条电流路径,有分叉。
【典例1-1】在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S2时,L1、L2串联 B.只闭合开关S1、S2时,L1、L2并联
C.只闭合开关S2、S3时,L1、L2串联 D.只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
【典例1-2】如图所示的电路,要使灯泡L2和L3组成串联电路,应闭合开关 ;当开关 都闭合时,灯泡 不发光(选填L1、L2 或 L3)。
跟踪训练1如图所示的四个电路图中,各元器件均完好,各开关都闭合后,仅有一只灯泡能发光的是( )
A. B. C.D.
跟踪训练2如图所示的电学元件,其内部装有电池。闭合开关后两灯都能发光,断开开关两灯都熄灭,由此 判断两灯的连接方式;小明将一个电压表分别并联在两只小灯泡两端,发现电压表示数相同,由此 判断两灯的连接方式。(均选填“能”或“不能”)
题型2 串、并联电路的设计和连接
1、连接串联电路的方法:按照从电源正极到电源负极的顺序将电路中的各元件逐个首尾顺次连接,中间不分支路。
2、连接并联电路的方法
(1)方法一“先干后支”法:先将一个用电器与电源正、负极连接起来,连接时,如果有开关,开关也要一并连人,组成一条回路;再将另一个用电器的两端连接到之前连人的用电器的两端.注意如果用电器有开关控制,则应将开关和所控制的用电器看成一个整体。
(2)方法二“先支后干”法:先将两用电器的两端相连,如果两用电器中有开关控制,也要将开关与用电器看成一个整体,再将两用电器两端相连得到的两个节点分别连接到电源的正、负极上。如果干路有开关,则其中一个节点通过干路开关后再连接到电源的正、负极上。
★特别提醒
(1)无论哪种方法,均需遵循 “干路电流 = 各支路电流之和”“电源电压 = 支路用电器额定电压” 的电路基本规则,同时确保连接节点牢固、绝缘良好,避免因操作不当引发安全事故。
(2)连接电路后,要先确认电路连接无误,然后方可闭合开关。
3、串并联电路的设计
(1)明确设计要求。
(2)判断用电器的连接方式:用电器不同时工作时一般为并联,用电器同时工作时,可能为串联也可能是并联。
(3)开关的连接方式:判断开关的作用是控制干路还是支路。
(4)画出电路图并验证电路图是否正确。
【归纳总结】串联电路设计连接时用电器依次相连,电流只有一条路径;并联电路各用电器两端分别连电源,电流有多条路径,连接时需注意开关位置与电表接法。
【典例2-1】居民楼道内的灯是由光控和声控两个电键(S1、S2)同时自动控制的,只有当声音比较响,同时光线比较暗的情况下,灯泡才能发光,图中符合要求的电路图是( )
A. B. C. D.
【典例2-2】在图所示实物图中,添加两根导线,使和并联,开关控制两盏灯。
跟踪训练1电动自行车两刹车的手柄中各有一只开关分别为S1和S2。在行驶过程中使用任何一只手柄刹车,电动机都立即停止工作。图所示电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
跟踪训练2在下图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线连接电路,要求:L1和L2并联,电键S控制L1,电流表测L2的电流。并请标出电源的“+”、“-”。
题型3 生活中的串并联电路
1、家用电器和照明灯的连接方式
(1)家用电器的连接方式:家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、电脑等用电器一般都是并联在电路中。
(2)照明电路的连接方式:照明电路中的照明灯一般也都是并联在电路中,
2、串联电路在生活电路中的应用:用来装饰居室、烘托欢乐气氛的彩色串灯和用于装饰大楼轮廓的长串彩灯有的是串联的,有的是并联的,还有的则是串联和并联组合而成的,公厕里、楼道里的长明灯,为了使它们的寿命更长,有时也选用相同规格的两只灯串联。
★特别提醒
千万不要以为教室的灯能同时开和关就以为它是串联接法的,教室的灯之所以能同时开和关,实际上因为控制了干路的开关,这点特别要注意。
3、生活中的串、并联电路设计
(1)明确设计要求
(2)判断用电器的连接方式:用电器不同时工作时一般为并联,用电器同时工作时,可能为串联也可能是并联
(3)开关的连接方式:判断开关的作用是控制干路还是支路。
(4)画出电路图并验证电路图是否正确。
★特别提醒
解题时要抓住关键字词,判断是并联还是串联,再根据要求,用开关控制电路。
【典例3-1】下列选项中的各个用电器之间连接方式为串联的是( )
A.酒店吊灯 B.街边路灯
C.节日彩灯 D.汽车大灯
【典例3-2】家庭电路中的电灯和控制它的开关是 连接的。汽车在转向前司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个损坏时另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为 ,转向杆相当干电路中的 。
跟踪训练1关于生活中的一些电路连接,下列判断不正确的是( )
A.教室里的日光灯与控制它的开关是串联的
B.节日的夜晚,装扮小树的小彩灯是串联的
C.家里的电视与电饭煲在使用时互不影响,所以它们是并联的
D.只有在光线不足且有人走动发出声音时,居民楼楼道里的自动控制灯才会发光,故使用的声控开关和光控开关是并联的
跟踪训练2 2023年3月5日第十四届全国人民代表大会第一次会议在北京人民大会堂开幕。如图为万人大礼堂顶部内景,顶棚有500盏满天星灯交相辉映。众多电灯工作时将电能转化为 能,它们是 (选填“串联”或“并联”)连接的。
题型4 电流表、电压表在判断电路故障中的应用
1、串联电路中
(1)当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零。
(2)当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大。
2、并联电路中
(1)当某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数.
(2)当某支短断路时:电压表测短断两端电压、没短断的支路两端电压都等于零(而且这时干路如果没有用电器的话,电源直接形成回路,会烧坏电源);电流表测短断所在支路示数会变大;测没短断的支路示数变为零。
★特别提醒
(1)当电压表示数为电源电压时有两种推测:①是电压表所测范围电路断路;②是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
(2)当电压表示数为零时有两种推测:①是电压表所测范围电路短路;②电压表所测范围之外有断路的地方。
(3)常结合灯泡的亮灭来进一步判断:串联电路中两灯都不亮可能是某处断;串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短;并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。
(4)有时题意与上述推测矛盾:电压表或电流表自身坏了或没接上时,示数为零。
【典例4-1】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A.开关S短路 B.灯泡L2短路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2断路
【典例4-2】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,两灯均不亮,电流表示数为零。若电路中只有一处出现故障,且只发生在某灯泡上,则故障可能是 。为了进一步确定故障元件,可在电路中a、b两点并联电压表。若电压表示数为零,则故障应为 (请写明是哪个灯泡的什么故障)。
跟踪训练1如图所示的电路中,闭合开关S,只有一盏灯发光,电流表有示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.短路 B.短路 C.断路 D.断路
跟踪训练2在如图的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电压表的示数为6V,的示数为0V。由此可知,可能存在 或 的电路故障。(选填“短路”或“断路”)
【能力培优练】
1.随着人们生活水平的提高,家庭中的用电器越来越多。关于图中用电器的说法不正确的是( )
A.甲图中,三合一的数据线给三台手机同时充电时,三个插头之间是并联的
B.乙图中,任意取下一个灯泡后整串彩灯都会熄灭,每个灯泡之间是串联的
C.丙图中,餐厅里的三盏灯,用一个开关能同时控制它们的通断,三盏灯是串联的
D.丁图中,写作业时照明用的台灯,有一个开关控制它的通断,灯和开关是串联的
2.下列关于串联和并联电路的说法中,正确的是( )
A.在串联电路中,有一个用电器被短路,其余用电器可以照常工作
B.在串联电路中,有一个用电器断路,其余用电器均能工作
C.在并联电路中,开关位置不同,控制作用相同
D.在并联电路中,有一个用电器被短路,其余用电器可以照常工作
3.如图所示,电源电压保持不变。当开关S闭合后,两只灯泡均发光,两表均有示数。过一段时间后,发现电压表示数变大,电流表示数变小,若电路有一处故障,可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
4.如图所示,三个灯泡连接情况为( )
A.L1和L2、L3均为串联 B.L1和L2、L3均为并联
C.L1和L2并联后再和L3串联 D.L2和L3并联后再和L1串联
5.如图所示,当开关S闭合后,移动滑动变阻器的滑片,灯L不亮,用电压表检查发现,a、d间电压为3.6V,a、b间电压为0,b、c间电压为3.6V,则电路故障可能是( )
A.灯L断路,变阻器完好 B.灯L短路,变阻器完好
C.灯L断路,变阻器断路 D.灯L短路,变阻器短路
6.如图所示电路,开关S闭合,规格不同的灯泡L1和L2均发光(忽略温度对电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.L1和L2的亮度相等 B.通过A、B两点的电流相等
C.L1和L2两端的电压相等 D.若L1断路,则L2不会发光
7.如图,闭合开关S,两个小灯泡均正常发光,两电表均有示数。过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,另一个灯仍然发光,一只电表示数增大,另一只电表示数减小到几乎为零,分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2并联 B.电压表测量L1两端电压
C.示数减小到零的电表为电压表 D.该电路故障可能是断路
8.现代社会倡导文明出行,过人行横道时行人应遵守交通信号灯的指示,小天发现人行横道的红绿灯是独立工作的,他设计了下列几种电路图,其中合理的是( )
A. B. C. D.
9.如图所示,只闭合开关S1、S2时,灯 发光;当开关 闭合,其他开关断开时,灯L1、L2串联;当开关 同时闭合时,会造成电源短路,应坚决避免。
10.新能源电动汽车在无锡街头随处可见,锂电池是其核心部件,给汽车锂电池充电时,锂电池相当于基本电路中的 ,充电过程中将电能转化为 能储存;如图是某电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是 (选填“串联”或“并联”)的。
11.电源是为电路中的导体提供持续 的装置;一节干电池的电压为 伏,教室里的日光灯与电脑之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的。
12.串联电路和并联电路是两种基本电路,学校里的路灯是 联的,教室里的开关与对应的日光灯间是 联的。
13.如图所示,如果要使灯、串联,则应闭合开关 ,如果电流表的示数为,则通过的电流为 A;如果要使灯、构成并联,则应闭合开关 ,如果电流表的示数为,通过的电流为,则通过的电流为 A。
14.如图所示,在虚线框内填入小灯泡L1和电流表的电路元件符号,使灯L1与L2并联,且开关S闭合后两灯均能发光,电流表不会损坏。
15.根据图所示用笔画线代替导线,连接实物电路,要求两灯并联,S2闭合时L2亮,L1不亮,再闭合S1时,两灯都亮。根据题意画出电路图,然后连接实物图。
【链接中考】
1.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示是智能纸巾盒,闭合开关,电源指示灯L亮,然后手进入感应区时开关闭合,电动机M转动送纸;断开开关,手进入感应区时电动机M不能转动送纸。如图所示电路中符合要求的是( )
A.B.C.D.
2.(2025·江苏宿迁·中考真题)跨学科实践活动中,学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”,通过刷卡(相当于闭合开关)或人脸识别(相当于闭合开关)都可以使电动机工作,完成借阅服务;当天黑时,光控开关闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
3.(2025·山东潍坊·中考真题)某银行进入柜台大门实行刷脸和密码双重验证。刷脸验证通过后开关闭合,密码验证通过后开关闭合,两次验证都通过后开门电动机工作,大门打开;用于监控大门的摄像照明灯须常亮,为保护电阻。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
4.(2024·吉林·中考真题)家用洗衣机和电热水器可以独立工作,它们是 联的。洗衣服时,湿手不能触摸开关,因为自来水是 ,会存在安全隐患。
5.(2024·甘肃白银·中考真题)电吹风的主要工作元件是发热丝()、电风扇()及开关。闭合开关,电吹风即吹出风来;若同时还闭合,吹出热风;若只闭合,不吹风也不发热。请根据要求用笔画线代替导线,完成电路设计。
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第4节 串联电路和并联电路
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 电路的串联和并联及其识别 1
题型2 串、并联电路的设计和连接 4
题型3 生活中的串并联电路 7
题型4 电流表、电压表在判断电路故障中的应用 9
【能力培优练】 12
【链接中考】 19
【重难题型讲解】
题型1 电路的串联和并联及其识别
1、串联电路和并联电路
串联电路
并联电路
定义
元件逐个顺次连接的电路
元件并列连接的电路
电路和电路图
特点
电流路径只有一条,无干路和支路之分;用电器之间相互影响
电流路径有两条或两条以上,有干路和支路之分;各支路上用电器之间互不影响
开关的控制作用
开关控制所有的用电器,开关的控制作用与开关的位置无关
干路的开关控制所有的用电器,支路的开关控制该支路的用电器开关的控制作用与开关的位置有关
★特别提醒
串、并联电路是两种最基本的电路连接方式,判断电路连接时,要根据电路的基本特征和用电器的工作状态判断;不是只要是同时工作又同时停止工作的一定是串联,忘记了并联电路中开关在干路中时也可以实现用电器的同时工作与同时停止工作!!
2、串、并联电路的辨别
(1)根据电路图判断:电流只有一条路径的则是串联电路;有两条或两条以上路径的则是并联电路。
(2)根据电流关系判断
①如果通过两个用电器的电流不相等,这两个用电器一定是并联的。
②如果通过两个用电器的电流相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是串联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(3)根据电压关系判断
①如果通过两个用电器的电压不相等,这两个用电器一定是串联的。
②如果通过两个用电器的电压相等,则可能是串联,也可能是并联。
③若是不同的用电器则是并联;若是相同的用电器串联,并联都有可能。
(4)根据用电器的工作情况判断:用电器只能同时工作的是串联电路,可以独立工作的是并联电路。
【归纳总结】
(1)串联:电路元件逐个首尾顺次连接的电路连接方式,只有一条电流路径,无分叉;
(2)并联:电路元件并列连结在电路中的电路连接方式,至少有两条电流路径,有分叉。
【典例1-1】在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.只闭合开关S2时,L1、L2串联 B.只闭合开关S1、S2时,L1、L2并联
C.只闭合开关S2、S3时,L1、L2串联 D.只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
【答案】A
【详解】A.只闭合开关S2时,L1、L2依次连接在电路中,L1、L2串联,故A正确;
B.只闭合开关S1、S2时,L2短路,电路为L1的简单电路,故B错误;
C.只闭合开关S2、S3时,L1短路,电路为L2的简单电路,故C错误;
D.只闭合开关S1、S3时,将两灯的两端分别连接在一起,然后接入电路中,L1、L2并联,故D错误。
故选A。
【典例1-2】如图所示的电路,要使灯泡L2和L3组成串联电路,应闭合开关 ;当开关 都闭合时,灯泡 不发光(选填L1、L2 或 L3)。
【答案】 S2 L3
【详解】[1]串联电路是指电路中各个用电器依次首尾相连,电流只有一条路径。观察所示电路,要使灯泡L2和L3组成串联电路,电流应从电源正极出发,依次经过L3、L2回到电源负极,此时应闭合开关S2。
[2]当开关S1、S2、S3都闭合时,此时L3被短路,没有电流通过L3,所以灯泡L3不发光。
跟踪训练1如图所示的四个电路图中,各元器件均完好,各开关都闭合后,仅有一只灯泡能发光的是( )
A. B. C.D.
【答案】C
【详解】AB.两个电灯并联,当开关闭合时,两灯都亮,故AB不符合题意;
C.各开关都闭合后,由于S1的闭合,灯泡L2被短路,灯泡中没有电流通过,所以只有灯泡L1发光,故C符合题意;
D.当开关闭合时,两个电灯串联,两灯都能亮,故D不符合题意。
故选C。
跟踪训练2如图所示的电学元件,其内部装有电池。闭合开关后两灯都能发光,断开开关两灯都熄灭,由此 判断两灯的连接方式;小明将一个电压表分别并联在两只小灯泡两端,发现电压表示数相同,由此 判断两灯的连接方式。(均选填“能”或“不能”)
【答案】 不能 不能
【详解】[1]开关能同时控制两灯的亮暗,有两种情况,一种是两灯串联,一种是两灯并联开关在干路上,两种连接方式都可以同时控制两盏灯,故不能判断两灯的连接方式。
[2]当两灯并联时,根据并联电路电压的规律可知:,所以电压表示数相同,当两灯串联时,如果两灯规格相同,分得的电压也同样相同,故不能判断两灯的连接方式。
题型2 串、并联电路的设计和连接
1、连接串联电路的方法:按照从电源正极到电源负极的顺序将电路中的各元件逐个首尾顺次连接,中间不分支路。
2、连接并联电路的方法
(1)方法一“先干后支”法:先将一个用电器与电源正、负极连接起来,连接时,如果有开关,开关也要一并连人,组成一条回路;再将另一个用电器的两端连接到之前连人的用电器的两端.注意如果用电器有开关控制,则应将开关和所控制的用电器看成一个整体。
(2)方法二“先支后干”法:先将两用电器的两端相连,如果两用电器中有开关控制,也要将开关与用电器看成一个整体,再将两用电器两端相连得到的两个节点分别连接到电源的正、负极上。如果干路有开关,则其中一个节点通过干路开关后再连接到电源的正、负极上。
★特别提醒
(1)无论哪种方法,均需遵循 “干路电流 = 各支路电流之和”“电源电压 = 支路用电器额定电压” 的电路基本规则,同时确保连接节点牢固、绝缘良好,避免因操作不当引发安全事故。
(2)连接电路后,要先确认电路连接无误,然后方可闭合开关。
3、串并联电路的设计
(1)明确设计要求。
(2)判断用电器的连接方式:用电器不同时工作时一般为并联,用电器同时工作时,可能为串联也可能是并联。
(3)开关的连接方式:判断开关的作用是控制干路还是支路。
(4)画出电路图并验证电路图是否正确。
【归纳总结】串联电路设计连接时用电器依次相连,电流只有一条路径;并联电路各用电器两端分别连电源,电流有多条路径,连接时需注意开关位置与电表接法。
【典例2-1】居民楼道内的灯是由光控和声控两个电键(S1、S2)同时自动控制的,只有当声音比较响,同时光线比较暗的情况下,灯泡才能发光,图中符合要求的电路图是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.图中两个开关和灯泡串联,两个开关同时闭合时,灯泡发光,当声音比较响,同时光线比较暗的情况下,灯泡才能发光,故A符合题意;
B.图中开关S1闭合时,灯泡发光,两个开关同时闭合,电源被短路,灯泡不发光,故B不符合题意;
C.图中开关S1闭合时,灯泡发光,开关S2闭合时,灯泡发光,故C不符合题意;
D.图中开关S1闭合时,电源被短路,灯泡不发光,故D不符合题意。
故选A。
【典例2-2】在图所示实物图中,添加两根导线,使和并联,开关控制两盏灯。
【答案】
【详解】由题意可知,两灯泡并联,开关在干路,如图所示:
。
跟踪训练1电动自行车两刹车的手柄中各有一只开关分别为S1和S2。在行驶过程中使用任何一只手柄刹车,电动机都立即停止工作。图所示电路中符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】D
【详解】因为任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开、电动机停止工作说明两开关相互影响、不能独立工作,即两个开关同时控制电动机,故两个开关和电动机应该是串联在电路中,即D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
跟踪训练2在下图所示的电路中,有两根导线尚未连接,请用笔线代替导线连接电路,要求:L1和L2并联,电键S控制L1,电流表测L2的电流。并请标出电源的“+”、“-”。
【答案】
【详解】灯L1和灯L2并联时,首首相联、尾尾相连接到电流表的负接线柱上即可;电流表与被测电路串联,开关与被控制的电路串联。使电源的正极与L2的右接线柱相连,开关的左接线柱与电源的负极相连,如下图所示:
题型3 生活中的串并联电路
1、家用电器和照明灯的连接方式
(1)家用电器的连接方式:家庭中的电灯、电吹风机、电冰箱、电视机、电脑等用电器一般都是并联在电路中。
(2)照明电路的连接方式:照明电路中的照明灯一般也都是并联在电路中,
2、串联电路在生活电路中的应用:用来装饰居室、烘托欢乐气氛的彩色串灯和用于装饰大楼轮廓的长串彩灯有的是串联的,有的是并联的,还有的则是串联和并联组合而成的,公厕里、楼道里的长明灯,为了使它们的寿命更长,有时也选用相同规格的两只灯串联。
★特别提醒
千万不要以为教室的灯能同时开和关就以为它是串联接法的,教室的灯之所以能同时开和关,实际上因为控制了干路的开关,这点特别要注意。
3、生活中的串、并联电路设计
(1)明确设计要求
(2)判断用电器的连接方式:用电器不同时工作时一般为并联,用电器同时工作时,可能为串联也可能是并联
(3)开关的连接方式:判断开关的作用是控制干路还是支路。
(4)画出电路图并验证电路图是否正确。
★特别提醒
解题时要抓住关键字词,判断是并联还是串联,再根据要求,用开关控制电路。
【典例3-1】下列选项中的各个用电器之间连接方式为串联的是( )
A.酒店吊灯 B.街边路灯
C.节日彩灯 D.汽车大灯
【答案】C
【详解】A.酒店吊灯,既可以单独工作又互不影响,是并联的,故A不符合题意;
B.街边路灯之间互不影响,是并联的,故B不符合题意;
C.烘托节日气氛的小彩灯之间相互影响,是串联的,故C符合题意;
D.汽车大灯既可以单独工作又互不影响,是并联的,故D不符合题意。
故选C。
【典例3-2】家庭电路中的电灯和控制它的开关是 连接的。汽车在转向前司机会拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,但其中一个损坏时另一个仍能正常工作,这两个转向灯在电路中的连接方式为 ,转向杆相当干电路中的 。
【答案】 串联 并联 开关
【详解】[1]开关控制该电灯的通断,它们之间是串联关系。
[2]其中一个转向灯损坏时另一个仍能正常工作,说明这两个转向灯工作时互不影响,在电路中的连接方式为并联。
[3]拨动转向横杆,汽车同侧的前后两个转向灯就会同时闪亮、同时熄灭,转向杆控制电路的通断,转向杆相当于开关。
跟踪训练1关于生活中的一些电路连接,下列判断不正确的是( )
A.教室里的日光灯与控制它的开关是串联的
B.节日的夜晚,装扮小树的小彩灯是串联的
C.家里的电视与电饭煲在使用时互不影响,所以它们是并联的
D.只有在光线不足且有人走动发出声音时,居民楼楼道里的自动控制灯才会发光,故使用的声控开关和光控开关是并联的
【答案】D
【详解】A.教室里的日光灯都是并联的,控制灯的开关与灯是串联的,故A正确,不符合题意;
B.节日的夜晚,装扮小树的小彩灯工作时相互影响,是串联的,故B正确,不符合题意;
C.家里的电视与电饭煲,使用时互不影响,所以它们是并联的,故C正确,不符合题意;
D.楼道里的声控开关和光控开关只有同时闭合时,电路才会接通,所以两个开关与灯是串联的,故D错误,符合题意。
故选D。
跟踪训练2 2023年3月5日第十四届全国人民代表大会第一次会议在北京人民大会堂开幕。如图为万人大礼堂顶部内景,顶棚有500盏满天星灯交相辉映。众多电灯工作时将电能转化为 能,它们是 (选填“串联”或“并联”)连接的。
【答案】 光 并联
【详解】[1]电灯工作时消耗电能,将电能转化为光能。
[2]电灯工作时互不影响,独立动作,说明它们是并联关系。
题型4 电流表、电压表在判断电路故障中的应用
1、串联电路中
(1)当电路断路时:电压表测断路处的电压等于电源电压;测没断路的用电器的电压为零;电流表在任何位置都是零。
(2)当电路短路时:电压表测短路处的电压等于零;测没短路的用电器的电压比原来增大;电流表示数变大。
2、并联电路中
(1)当某支路断路时:电压表测断路两端电压、没断路的支路两端电压都等于电源电压;电流表测断路所在支路示数为零;测没断路的支路仍为原来的示数.
(2)当某支短断路时:电压表测短断两端电压、没短断的支路两端电压都等于零(而且这时干路如果没有用电器的话,电源直接形成回路,会烧坏电源);电流表测短断所在支路示数会变大;测没短断的支路示数变为零。
★特别提醒
(1)当电压表示数为电源电压时有两种推测:①是电压表所测范围电路断路;②是电压表所测范围之外的所有用电器都短路。
(2)当电压表示数为零时有两种推测:①是电压表所测范围电路短路;②电压表所测范围之外有断路的地方。
(3)常结合灯泡的亮灭来进一步判断:串联电路中两灯都不亮可能是某处断;串联电路中一亮一灭可能是灭的那个短;并联电路中一亮一灭可能是灭的那个断。
(4)有时题意与上述推测矛盾:电压表或电流表自身坏了或没接上时,示数为零。
【典例4-1】如图所示,电源电压保持不变,闭合开关后发现电压表无示数,假设电路中只有一个元件发生故障,则故障的原因可能是( )
A.开关S短路 B.灯泡L2短路 C.灯泡L1断路 D.灯泡L2断路
【答案】D
【详解】由图可知,两灯串联,电压表测量灯L1两端的电压。
A.若开关S短路,电流不经过开关也能通过L2、L1形成通路,电压表仍有示数,故A不符合题意;
B.若灯泡L2短路,则电流不流经L2,而流经L1,所以电压表测L1两端的电压,电压表有示数,故B不符合题意;
C.若灯泡L1断路,L1、L2都不发光,电压表能接到电源两极,测电源电压,电压表有示数,故C不符合题意;
D.若灯泡L2断路,L1、L2都不发光,电压表不能接到电源两极,电压表无示数,故D符合题意。
故选D。
【典例4-2】在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,两灯均不亮,电流表示数为零。若电路中只有一处出现故障,且只发生在某灯泡上,则故障可能是 。为了进一步确定故障元件,可在电路中a、b两点并联电压表。若电压表示数为零,则故障应为 (请写明是哪个灯泡的什么故障)。
【答案】 某灯泡断路 断路
【详解】[1]闭合开关S,两灯均不亮,电流表示数为零,说明发生断路,若电路中只有一处出现故障,且只发生在某灯泡上,则故障可能是某灯泡断路。
[2]在电路中a、b两点并联电压表。若电压表示数为零,说明电压表的两端没有与电源相通,则是断路。
跟踪训练1如图所示的电路中,闭合开关S,只有一盏灯发光,电流表有示数,两个电压表的示数相等且等于电源电压,则电路故障可能是( )
A.短路 B.短路 C.断路 D.断路
【答案】A
【详解】如图,闭合开关S,两灯串联,电压表V1测L2两端电压,电压表V2测电源电压,电流表测电路中电流。
A.若短路,则发光,电流表有示数,两电压表均测电源电压,示数都等于电源电压,故A符合题意;
B.若短路,发光,电流表有示数,电压表V1示数为0,电压表V2示数等于电源电压,故B不符合题意;
CD.若或断路,则两灯均不发光,电流表无示数,故CD不符合题意。
故选A。
跟踪训练2在如图的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S,电压表的示数为6V,的示数为0V。由此可知,可能存在 或 的电路故障。(选填“短路”或“断路”)
【答案】 短路 断路
【详解】[1][2]根据电路图可知,R1、R2串联,电压表V1测量电源电压,电压表V2测量R1两端电压,电流表测量电路中的电流;由于电压表V1测量电源电压,闭合开关S,电压表V1示数为6V,说明电源电压为6V;电压表V2示数为0,说明电压表V2没有电流通过,因此电路的故障可能为R1短路或R2断路。
【能力培优练】
1.随着人们生活水平的提高,家庭中的用电器越来越多。关于图中用电器的说法不正确的是( )
A.甲图中,三合一的数据线给三台手机同时充电时,三个插头之间是并联的
B.乙图中,任意取下一个灯泡后整串彩灯都会熄灭,每个灯泡之间是串联的
C.丙图中,餐厅里的三盏灯,用一个开关能同时控制它们的通断,三盏灯是串联的
D.丁图中,写作业时照明用的台灯,有一个开关控制它的通断,灯和开关是串联的
【答案】C
【详解】A.三合一的数据线给三台手机同时充电时,三个插头可以独立工作,互不影响,因此它们是并联的,故A正确,不符合题意;
B.任意取下一个灯泡后整串彩灯都会熄灭,说明这些彩灯之间相互影响,是串联的,故B正确,不符合题意;
C.餐厅里的三盏灯是并联的,开关在干路上,所以能同时控制他们的通断,故C错误,符合题意;
D.一个开关控制台灯的通断,灯和开关是串联的,故D正确,不符合题意。
故选C。
2.下列关于串联和并联电路的说法中,正确的是( )
A.在串联电路中,有一个用电器被短路,其余用电器可以照常工作
B.在串联电路中,有一个用电器断路,其余用电器均能工作
C.在并联电路中,开关位置不同,控制作用相同
D.在并联电路中,有一个用电器被短路,其余用电器可以照常工作
【答案】A
【详解】A.在串联电路中,有一个用电器被短接,电流仍是通路,电路中有电流,则其余的用电器正常工作,故A正确;
B.在串联电路中,有一个用电器断路,电路中无电流,则其余的用电器不能正常工作,故B错误;
C.在并联电路中,开关位置不同,如果开关在干路中,控制整个电路,控制作用不同,故C错误;
D.并联电路中,有一个用电器被短接,则会对其它支路也短路,则其余的用电器不能正常工作,故D错误。
故选A。
3.如图所示,电源电压保持不变。当开关S闭合后,两只灯泡均发光,两表均有示数。过一段时间后,发现电压表示数变大,电流表示数变小,若电路有一处故障,可能是( )
A.灯L1断路 B.灯L2断路 C.灯L1短路 D.灯L2短路
【答案】B
【详解】由图可知,两灯泡串联,电压表测量L2两端的电压,电流表测量电路电流。
A.若灯L1断路,电路断开,电流表无示数,电流表示数变小;电压表与电源正极断开,无示数,即电压表示数也变小,故A不符合题意;
B.若灯L2断路,电流表示数减小为0,电压表此时测量电源电压,示数变大,故B符合题意;
C.若灯L1短路,电路电阻变小,电流变大,电流表示数变大,电压表测量电源电压,示数变大,故C不符合题意;
D.若灯L2短路,电路电阻变小,电流变大,电流表示数变大,电压表无示数,即电压表示数变小。故D不符合题意。
故选B。
4.如图所示,三个灯泡连接情况为( )
A.L1和L2、L3均为串联 B.L1和L2、L3均为并联
C.L1和L2并联后再和L3串联 D.L2和L3并联后再和L1串联
【答案】B
【详解】假设电流由左侧流入,则在左侧分为两支,一支流入L1,后经下面导线流入负极,另一支分别流入L2、L3后流入负极,即三个电阻应属于并列排列,故应为并联。
故选B。
5.如图所示,当开关S闭合后,移动滑动变阻器的滑片,灯L不亮,用电压表检查发现,a、d间电压为3.6V,a、b间电压为0,b、c间电压为3.6V,则电路故障可能是( )
A.灯L断路,变阻器完好 B.灯L短路,变阻器完好
C.灯L断路,变阻器断路 D.灯L短路,变阻器短路
【答案】B
【详解】根据题意,用电压表检查发现,a、d间电压为3.6V,说明电源完好;b、c间电压为3.6V,说明灯泡、开关这部分没有断路;a、b间电压为0,说明滑动变阻器断路或灯泡短路;结合选项知道,故障是灯L短路,变阻器完好,故B符合题意,ACD不符合题意。
故选B。
6.如图所示电路,开关S闭合,规格不同的灯泡L1和L2均发光(忽略温度对电阻的影响)。下列说法正确的是( )
A.L1和L2的亮度相等 B.通过A、B两点的电流相等
C.L1和L2两端的电压相等 D.若L1断路,则L2不会发光
【答案】C
【详解】ABC.如图,两灯并联,根据并联电路电压规律可知,L1和L2两端的电压相等,因为两灯规格不同,所以,通过它们的电流不相等,即通过A、B两点的电流相等,根据P=UI可知,它们的实际功率不相等,因此,它们的亮度不相等,故C正确,AB错误;
D.并联电路各支路之间互不影响,若L1断路,则L2仍会发光,故D错误。
故选C。
7.如图,闭合开关S,两个小灯泡均正常发光,两电表均有示数。过一会儿,其中一个灯泡突然熄灭,另一个灯仍然发光,一只电表示数增大,另一只电表示数减小到几乎为零,分析正确的是( )
A.小灯泡L1和L2并联 B.电压表测量L1两端电压
C.示数减小到零的电表为电压表 D.该电路故障可能是断路
【答案】C
【详解】AB.如电路图所示,灯泡L1和L2串联,电压表测L2两端电压,电流表测通过的电流,故AB错误;
CD.如果灯泡L1开路,两个灯泡都熄灭,电压表和电流表都没有示数,不符合题意;如果灯泡L2开路,两个灯泡都熄灭,电压表示数增大,电流表示数减小为零,不符合题意;如果灯泡L1短路, L2正常,电压表和电流表示数都变大,不符合题意;如果灯泡L2短路, L1正常,电流表示数变大,电压表测电流表两端电压,示数几乎为零,故C正确,D错误。
故选C。
8.现代社会倡导文明出行,过人行横道时行人应遵守交通信号灯的指示,小天发现人行横道的红绿灯是独立工作的,他设计了下列几种电路图,其中合理的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.两开关均闭合时红绿交通信号灯同时发光,只闭合一个开关均不发光,故A不符合题意;
B.只闭合开关S1时红灯亮,只闭合开关S2时绿灯亮,两灯独立工作,互不影响,故B符合题意;
C.两开关都闭合时会造成绿灯短路,只有红灯发光;S1断开、S2闭合时,两个灯同时发光,不能实现各自独立工作,故C不符合题意;
D.两开关都闭合时会造成红灯短路,只有绿灯发光;S1断开、S2闭合时,两个灯同时发光,不能实现各自独立工作,故D不符合题意。
故选B。
9.如图所示,只闭合开关S1、S2时,灯 发光;当开关 闭合,其他开关断开时,灯L1、L2串联;当开关 同时闭合时,会造成电源短路,应坚决避免。
【答案】 L2 S2 S1、S2、S3
【详解】[1]若闭合开关S1、S2,断开开关S3,为L2的基本电路,L1被短路,因此L2发光,L1不发光。
[2]若只闭合开关S2,断开开关S1、S3时,电流经灯泡L1、开关S2、灯泡L2回负极,则灯L1、L2串联。
[3]同时闭合开关S1、S2、S3时,电流不经用电器直接回负极,会造成电源短路,是不允许的。
10.新能源电动汽车在无锡街头随处可见,锂电池是其核心部件,给汽车锂电池充电时,锂电池相当于基本电路中的 ,充电过程中将电能转化为 能储存;如图是某电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩是 (选填“串联”或“并联”)的。
【答案】 用电器 化学 并联
【详解】[1]给汽车蓄电池充电时,将电能转化为化学能,蓄电池消耗电能,蓄电池相当于基本电路中的用电器。
[2]锂电池在充电时,要消耗电能,即是电能转化为化学能。
[3]电动汽车充电站的一排充电桩,这些充电桩工作时彼此独立、互不影响,它们是并联的。
11.电源是为电路中的导体提供持续 的装置;一节干电池的电压为 伏,教室里的日光灯与电脑之间是 (选填“串联”或“并联”)连接的。
【答案】 电压 1.5 并联
【详解】[1]电源是为电路提供电压的装置,电压是形成电流的原因。
[2]一节干电池的电压为1.5V。
[3]教室里的日光灯与电脑可以单独工作,互不影响,是采用并联方式连接的。
12.串联电路和并联电路是两种基本电路,学校里的路灯是 联的,教室里的开关与对应的日光灯间是 联的。
【答案】 并 串
【详解】[1]在串联电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;在并联电路中电流有多条流通路径,各个用电器之间独立工作,互不影响。学校里的路灯,当其中一只损坏,其他路灯仍然发光,说明各盏路灯工作时是独立工作、互不影响的,因此它们的连接方式是并联。
[2]教室里的开关要控制教室内日关灯的通断,因此与日光灯是串联的。
13.如图所示,如果要使灯、串联,则应闭合开关 ,如果电流表的示数为,则通过的电流为 A;如果要使灯、构成并联,则应闭合开关 ,如果电流表的示数为,通过的电流为,则通过的电流为 A。
【答案】 0.25 、 0.45
【详解】[1][2]要使两灯泡串联,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,断开、才能实现两灯泡的串联;此时电流表测量串联电路电流,由于串联电路处处电流相等,电流表的示数为0.25A,因此通过、的电流都为0.25A。
[3][4]使两灯泡并联,则应让电流从同一导线流入两灯泡中再汇合在同一导线中流入电源负极,则只能闭合S2、S3,断开S1;此时电流表测量干路电流,由于并联电路干路电流等于支路电流之和,电流表的示数为,通过的电流为,所以通过L2的电流
14.如图所示,在虚线框内填入小灯泡L1和电流表的电路元件符号,使灯L1与L2并联,且开关S闭合后两灯均能发光,电流表不会损坏。
【答案】
【详解】要使两灯并联,则两灯不能在同一条路径上,所以,L1不能在电源右侧,而应在电源下方;电源右侧应填入电流表,此时它测量通过L2的电流,故作图如下:
15.根据图所示用笔画线代替导线,连接实物电路,要求两灯并联,S2闭合时L2亮,L1不亮,再闭合S1时,两灯都亮。根据题意画出电路图,然后连接实物图。
【答案】
【详解】由题意知,两灯并联,S2闭合时L2亮,L1不亮,再闭合S1时,两灯都亮,则S2在干路上,S1在L1所在支路,因此电路图和实物图,如图所示:
【链接中考】
1.(2025·山东泰安·中考真题)如图所示是智能纸巾盒,闭合开关,电源指示灯L亮,然后手进入感应区时开关闭合,电动机M转动送纸;断开开关,手进入感应区时电动机M不能转动送纸。如图所示电路中符合要求的是( )
A.B.C.D.
【答案】D
【详解】根据题意可知,开关S2只控制电动机M,指示灯和电动机可以各自独立工作,这说明该电路为并联电路;开关S1断开时指示灯L和电动机M都不能工作,这说明S1在干路中,根据选项可知,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
2.(2025·江苏宿迁·中考真题)跨学科实践活动中,学习小组为某居民小区设计“图书自动借阅机”,通过刷卡(相当于闭合开关)或人脸识别(相当于闭合开关)都可以使电动机工作,完成借阅服务;当天黑时,光控开关闭合还可以提供照明。下列电路符合设计要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】A
【详解】A.图中开关S1和S2并联后再和电动机串联,通过刷卡(相当于闭合开关)或人脸识别(相当于闭合开关S2)都可以使电动机工作,开关S3和灯泡在另一条支路,当天黑时,光控开关闭合还可以提供照明,故A符合题意;
B.图中闭合开关或闭合开关S2,电动机被短路,不会工作,闭合开关S3,灯泡和电动机串联,灯泡和电动机都工作,故B不符合题意;
C.图中开关S1、S2和电动机串联,只闭合其中一个开关,电动机不工作,故C不符合题意;
D.图中开关S2和S3并联后再和灯泡串联,闭合其中一个开关,灯泡发光,开关S1和电动机在另一条支路,闭合开关S1,电动机工作,故D不符合题意。
故选A。
3.(2025·山东潍坊·中考真题)某银行进入柜台大门实行刷脸和密码双重验证。刷脸验证通过后开关闭合,密码验证通过后开关闭合,两次验证都通过后开门电动机工作,大门打开;用于监控大门的摄像照明灯须常亮,为保护电阻。下列电路设计符合要求的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.当S1、S2都闭合时,电动机工作,但此时摄像照明灯被短路而熄灭,故A不符合题意;
B.电动机与摄像照明灯并联,摄像照明灯直接与电源连接,可以常亮;开关S1、S2串联控制电动机,只有当S1、S2都闭合时,电动机才工作;电阻R在干路上,可以保护电路,故B符合题意;
C.摄像照明灯直接与电源连接,可以常亮;开关S1、S2并联控制电动机,任意一个开关闭合,电动机就会工作,故C不符合题意;
D.只有两个开关都闭合时,摄像照明灯才亮,不能常亮,故D不符合题意。
故选B。
4.(2024·吉林·中考真题)家用洗衣机和电热水器可以独立工作,它们是 联的。洗衣服时,湿手不能触摸开关,因为自来水是 ,会存在安全隐患。
【答案】 并 导体
【详解】[1]家用洗衣机和电热水器可以独立工作,互不影响,因此它们是并联的。
[2]自来水是导体,湿手不能触摸开关,否则容易发生触电事故。
5.(2024·甘肃白银·中考真题)电吹风的主要工作元件是发热丝()、电风扇()及开关。闭合开关,电吹风即吹出风来;若同时还闭合,吹出热风;若只闭合,不吹风也不发热。请根据要求用笔画线代替导线,完成电路设计。
【答案】
【详解】由于闭合开关S1,电吹风即吹出风来,同时还闭合S2,吹出热风,则发热丝与电风扇并联;只闭合S2,不吹风也不发热,则开关S1在干路中,开关S2与发热丝串联在其中一条支路,如下图所示:
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