15.3 串联电路和并联电路 同步讲义 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

本初中物理讲义聚焦串联电路和并联电路核心知识点，系统梳理概念辨析（串联逐个顺次连接、一条路径；并联并列连接、多条路径）、开关作用（串联开关控全局，并联干路控整体、支路控局部）、生活应用、等效电路简化、实物图与电路图转换及电路设计等内容，构建从基础到应用的学习支架。 该资料以题型为载体，融合物理观念与科学思维，如结合AED、智能锁等生活实例助学生建立电路连接观念，通过等效电路简化培养模型建构能力。课中教师可借典例互动提升效率，课后学生能凭过关验收查漏补缺，强化知识应用。

15.3 串联电路和并联电路 内 容 导 航 题型1 串联和并联的概念与辨析 题型2 开关在串并联电路中的作用 题型3 生活中的串、并联电路 题型4 等效电路 题型5 根据实物图画电路图 题型6 根据电路图连接实物 题型7 串并联电路的设计 考 点 演 练 题型1 串联和并联的概念与辨析 解｜题｜知｜识 （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】自动体外除颤器（简称AED）可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，从而来抢救心脏骤停患者，在“黄金四分钟”内使用可有效防止患者猝死。其使用方法如下：将AED的两个电极片贴于患者正确部位，仪器将自动分析患者的心律，此过程不要触碰患者，避免干扰分析。如果AED判断需要电击，会进行充电并提醒周围人远离患者，之后自动放电进行除颤。除颤完成后，应立即对患者进行心肺复苏。下列有关分析正确的是（　　） A．AED与患者之间是并联的 B．给AED充电时，AED相当于一个电源 C．电击时患者体内没有电流通过 D．人体是导体，若有人接触患者会影响抢救效果并可能造成伤害 【变式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正确的是（　　） ①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 ②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 ③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 ④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 A．只有①②③正确 B．只有①②④正确 C．只有②③④正确 D．只有①③④正确 【变式2】琪琪设计并画出了如图所示的电路图。关于该电路图，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1，只有灯泡L2发光 B．只闭合开关S2，两个灯泡并联 C．当三个开关都闭合时，两个灯泡串联 D．当三个开关都闭合时，电路短路 【变式3】如图所示电路，各元件完好。关于此电路，下列说法正确的是（　　） A．灯泡L1和L2并联，开关S闭合后，两灯均发光 B．开关S闭合一段时间后，两节干电池会被烧坏 C．cd间导线改接到ce间，开关S闭合后，两灯均发光 D．gh间导线改接到fh间，开关S闭合后，两灯均发光 题型2 开关在串并联电路中的作用 解｜题｜知｜识 （1）串联电路 ①定义：把用电器逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路 ②特点：a．电流路径只有一条，无干路和支路之分； b．用电器之间相互影响； c．开关在任何位置的作用一样． （2）并联电路 ①定义：把用电器并列的连接的电路，称为并联电路． ②特点：a．电流路径有两条或两条以上，有干路和支路之分； b．各支路上用电器之间互不影响； c．干路上的开关能控制整个电路，支路中的开关只能控制它所在的支路． （3）混联电路 定义：电路中既有串联部分又有并联部分的电路称为混联电路． 【典例1】如图所示为部分电路结构，若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接，则下列分析正确的是（　　） A．若a与b，c与d连接，则只有L1发光 B．若a与b，b与d连接，则只有L2发光 C．若a与b，b与c连接，则L1、L2并联 D．若a与b，b与d连接，则L1、L2串联 【变式1】如图是一个既能吹冷风，又能吹热风的电吹风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（　　） A．只将开关S1闭合，吹出的是热风 B．M和R是串联在电路中的 C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风 D．开关S2可以控制整个电路 【变式2】实验小组的同学连接了四个电路（如图）来探究开关的控制作用，下列判断正确的是（　　） A．甲电路中，开关S只控制L1 B．乙电路中，闭合开关S，两灯都亮 C．丙电路中，闭合开关S，L1亮，L2不亮 D．丁电路中，断开开关S，L1不亮，L2亮 题型3 生活中的串、并联电路 解｜题｜知｜识 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。 【典例1】青少年科技创新大赛的获奖作品（5G高铁轨道螺丝警报器），设计了检测螺丝松动的报警方案，如图所示。其主要的科学原理是：螺丝（其电阻不计）连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，此时报警灯L亮起而发出警报，及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是（　　） A． B． C． D． 【变式1】为了提高行车的安全性，有的汽车装有自感应日间行车灯，如图所示。当汽车启动时，如果白天光线较暗，光控开关S1自动闭合，日间行车灯L1，立即亮起，如果光线更暗，光控开关S2再闭合，车前大灯L2也亮起，下列电路图中符合这一情况的是（　　） A． B． C． D． 【变式2】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，照亮人脸进行识别，但不开锁，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． 【变式3】如图，是一款感应式垃圾桶，其工作原理如下：启动开关S1闭合后，指示灯亮起，这时垃圾桶才能正常使用；扔垃圾时，只需将手伸到感应区上方，感应开关S2自动闭合，动力装置工作，桶盖打开；手离开5秒后，感应开关S2就会自动断开。下列电路符合要求是（　　） A． B． C． D． 题型4 等效电路 解｜题｜知｜识 等效电路图就是将一个复杂的电路通过适当的方法改画出简单的串联、并联的电路．这个简单的电路，叫作原复杂电路的等效电路图 简化的方法有： （1）去表法 ①电压表：若没有明确指出要考虑其内阻，就把它看成是理想表（内阻无限大），画等效电路时，可认为是断路，把它拆除，不画入等效电路中． ②电流表：当不计电流表对电路的影响时，也把它看成是理想表（内阻为零），画等效电路时，可把它当做一根导线处理，也不画入等效电路中． ③导线：电阻为零．画等效电路时可任意将其伸长、缩短、变形． （2）支路法根据电流从电源正极（电势高处）流向负极（电势低处）的特点，找出从“分流点”到“汇流点”的所有的支路，将电路简化为若干并联的支路． （3）等势（电势）法其要点是找出电路中电势相等的各点，例如，凡是用导线相连的各点，都是电势相等的点，然后将各用电器按原来端点所在的位置，分别跨接在对应的等势点上，这些用电器便都是并联的，其它用电器再按电势高低的顺序串联，就可以把一个较复杂的电路，简化为一个易分辨串、并联关系的等效的规范的电路． 【典例1】请画出等效电路图。 （1）只闭合S2； （2）只闭合S1、S3。 【变式1】请画出等效电路图 （1）只闭合S1； （2）只闭合S1、S2； （3）只闭合S2、S3。 【变式2】等效电路图 如图所示电路，请你画出下列各情况的等效电路图： ①当开关S1、S2都断开时； ②当开关S1、S2都闭合时。 题型5 根据实物图画电路图 解｜题｜知｜识 一、根据实物图画电路图 （1）看实物画电路图，关键是在看图，图看不明白，就无法作好图。实物图实际上只有两种电路，一种串联，另一种是并联， （2）串联电路非常容易识别，先找电源正极，用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置，然后作图。顺序是：先画电池组，按元件排列顺序规范作图，横平竖直，转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压，在检查电路无误的情况下，将电压表并在被测电路两端。 （3）对并联电路，判断方法如下，从电源正极出发，沿电流方向找到分叉点，并标出中文“分”字，（遇到电压表不理它，当断开没有处理）用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进，直至两支笔尖汇合，这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路，每条支路中有几个元件，分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路，分点到电源负极之间也是干路，看一看干路中分别有哪些元件，在都明确的基础上开始作电路图， （5）具体步骤如下：先画电池组，分别画出两段干路，干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路，有几条画几条（多数情况下只有两条支路），并准确将每条支路中的元件按顺序画规范，作图要求横平竖直，铅笔作图检查无误后，将电压表画到被测电路的两端。 二、画好电路图的方法： ①应完整地反映电路的组成，即有电源、用电器、开关和导线： ②规范地使用电路元件符号，不能自选符号： ③交叉相连的点要画粗黑圆点； ④合理地安排电路元件符号的位置，尽可能让这些元件符号均匀地分布在电路中，使电路图清楚美观，并注意元件符号绝不能画在拐角处； ⑤导线要横平竖直，转弯画成直角，电路图一般呈长方形； ⑥最好从电源的正极开始，沿着电流的方向依次画电路元件，且知道在电路图中导线无长短之分的原则。 如图所示的电路及它的电路图。 【典例1】与如图所示的实物图相对应的电路图是选项中的（　　） A． B． C． D． 【变式1】请根据如图的实物图，在虚线框内画出对应的电路图。 【变式2】在虚线方框中画出如图实物电路连接的电路图。 【变式3】根据实物图在虚线框内画出相应的电路图。 题型6 根据电路图连接实物 解｜题｜知｜识 （1）对于串联电路：按电路图，从电源的正极出发，按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来． （2）对于并联电路：根据电路图，找到“分节点”和“合节点”，从电源正极出发，按“哪里分就分，哪里合就合”的方法把电路元件连接起来． （3）应该注意：实物图中的导线是不允许相交的；导线要连接到电路元件的接线柱上，不能到处乱接． 【典例1】如图，闭合开关后，有一个灯泡不能发光，为使两灯均发光，请在连接错误的导线上画“×”，并把正确的导线连接在电路中。 【变式1】某个智能生活小区可以通过刷卡或刷脸进入小区大门，刷卡或刷脸成功时，开关S1或S2闭合，此时电动机工作使大门打开。请在图中按要求正确完成电路连接。 【变式2】如图为亮度可调的台灯的电路图，其中AB是一根电阻丝，OP是滑片，可绕O点旋转，P端与电阻丝接触良好，请将图中的电路图补充完整，要求：滑片OP顺时针转动时灯泡变暗。 【变式3】按照图甲的电路图，用笔画线表示导线，把图乙中所示的实物连接起来，并用箭头在电路图中标出干路和两个支路在开关闭合时的电流方向。 题型7 串并联电路的设计 解｜题｜知｜识 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。 【典例1】某校科创小组为“共享助力车”的安全头盔设计以下方案：扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机通电工作；扫码且戴头盔才能骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　） A． B． C． D． 【变式1】不戴头盔存在安全隐患，于是小华同学设计以下方案：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． 【变式2】为了提高乘客进站的效率，高铁站的自助检票闸机可实现人证核验，如图所示。将身份证放在闸机指定的位置，闸机自动读取信息成功（相当于闭合开关S1），当摄像头扫描出人脸进行识别后，若身份验证成功（相当于闭合开关S2），电动机工作闸机开启，乘客可以通过闸机。下列电路设计符合以上要求的是（　　） A． B． C． D． 【变式3】有一种防倾斜报警电路，将该电路固定在某物体上，当物体处于竖直方向时，不报警；当物体向左或向右倾斜时，一盏灯亮、电铃响，人们可根据亮灯的颜色判断物体向哪边倾斜。其中S为重力开关，金属棒a可绕O点自由转动，则下列设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 过 关 验 收 1．华为公司于2024年9月10日推出三折叠手机HUAWEIMateXT非凡大师，可在单屏态、双屏态、三屏态间灵活切换，打破了移动终端的场景边界，一机多能，超乎想象。那么三个屏幕的连接方式为 　 　 ，该手机支持无线超级快充，在充电时电池相当于 　 　 。 2．小明用充电宝给手机电池充电时，手机电池相当于　 （选填“用电器”或“电源”），充电宝上有三个接口（如图所示），可同时给三部手机充电，这三个接口之间是　　 （选填“串联”或“并联”）；小明将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球悬在另一只气球的上空（如图所示），这是因为摩擦后的两个气球带上　 　 （选填“同种”或“异种”）电荷而相互排斥。 3．在如图所示的电路中，有三个开关S1、S2、S3，如果将开关S1、S2闭合，S3断开，则灯L1、L2　　 联。如果将开关S1、S2、S3都闭合，电路处于 　 　 状态。 4．在连接串、并联电路的实验中， （1）连接电路时，开关应该是　 　 的； （2）小刚连接了如图所示电路，闭合开关，两个灯泡都将　　 （选填“发光”、“不会发光”或“被烧坏”），出现　 （选填电路的状态）现象； （3）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强认为只需拆除导线　　 （选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”），就能成为两灯串联的正确电路。 5．如图所示为部分电路结构，若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接，则下列分析正确的是（　　） A．若a与b，c与d连接，则只有L1发光 B．若a与b，b与d连接，则只有L2发光 C．若a与b，b与c连接，则L1、L2并联 D．若a与b，b与d连接，则L1、L2串联 6．如图是一个既能吹冷风，又能吹热风的电吹风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（　　） A．只将开关S1闭合，吹出的是热风 B．M和R是串联在电路中的 C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风 D．开关S2可以控制整个电路 7．实验小组的同学连接了四个电路（如图）来探究开关的控制作用，下列判断正确的是（　　） A．甲电路中，开关S只控制L1 B．乙电路中，闭合开关S，两灯都亮 C．丙电路中，闭合开关S，L1亮，L2不亮 D．丁电路中，断开开关S，L1不亮，L2亮 8．现代智能手机通常支持多种解锁方式，如数字解锁、图案解锁、指纹解锁、人脸解锁等，我们可以任选一种方式解锁，解锁成功后即可正常使用手机。在如图所示的模拟电路中，S1表示数字解锁开关，S2表示图案解锁开关，S3表示指纹解锁开关，灯泡L发光表示手机解锁成功，则下列模拟电路中符合上述要求的是（　　） A． B． C． D． 9．我国铁路已实行电子客票，乘客检票时刷身份证，并通过人脸识别系统，确保“人”“证”一致后，闸门便会打开。用代表闸门，如图所示，可实现上述要求的电路是（　　） A． B． C． D． 10．请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。 11．如图所示是常用手电筒的结构图，请画出电路图。 12．在如图所示虚框内画出图所示实物电路对应的电路图。 13．根据图甲所示的电路图，将乙图的实物元件连接成实物电路。 14．“水是生命之源，一会儿不喝就渴得慌……”，方便师生饮水，教学楼内安装了多台大功率净水机。其“开水”出水口的电路设计很科学，除了安装在面板上的“触控开关”（用“S1”表示）之外，饮水机内部还装有一个“温控开关”（用“S2”表示）： ①当水温达到“100℃”时，温控开关S2自动闭合，此时再轻触“开水”按键，触控开关S1闭合，电磁阀打开，水从出水口流出； ②如果不触碰“开水”按键，即使水温已达到“100℃”，水也不会流出； ③如果触碰了“开水”按键但水温尚未达到“100℃”，水也不会流出。 下列电路设计中，符合这一控制要求的是（　　） A． B． C． D． 学科网（北京）股份有限公司 $ 15.3 串联电路和并联电路 内 容 导 航 题型1 串联和并联的概念与辨析 题型2 开关在串并联电路中的作用 题型3 生活中的串、并联电路 题型4 等效电路 题型5 根据实物图画电路图 题型6 根据电路图连接实物 题型7 串并联电路的设计 考 点 演 练 题型1 串联和并联的概念与辨析 解｜题｜知｜识 （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】自动体外除颤器（简称AED）可以诊断特定的心律失常，并且给予电击除颤，从而来抢救心脏骤停患者，在“黄金四分钟”内使用可有效防止患者猝死。其使用方法如下：将AED的两个电极片贴于患者正确部位，仪器将自动分析患者的心律，此过程不要触碰患者，避免干扰分析。如果AED判断需要电击，会进行充电并提醒周围人远离患者，之后自动放电进行除颤。除颤完成后，应立即对患者进行心肺复苏。下列有关分析正确的是（　　） A．AED与患者之间是并联的 B．给AED充电时，AED相当于一个电源 C．电击时患者体内没有电流通过 D．人体是导体，若有人接触患者会影响抢救效果并可能造成伤害 【答案】D 【解答】解：A.AED与患者之间是串联的，故A错误； B.给AED充电时，AED要消耗电能，相当于一个用电器，故B错误； C.电击时患者体内有电流通过，故C错误； D.人体是导体，若有人接触患者会影响抢救效果并可能造成伤害，故D正确； 故选：D。 【变式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正确的是（　　） ①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 ②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 ③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 ④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 A．只有①②③正确 B．只有①②④正确 C．只有②③④正确 D．只有①③④正确 【答案】B 【解答】解：①三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①正确； ②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②正确； ③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③错误； ④一个开关控制台灯的通断，灯和开关是串联的，故④正确。 故选：B。 【变式2】琪琪设计并画出了如图所示的电路图。关于该电路图，下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1，只有灯泡L2发光 B．只闭合开关S2，两个灯泡并联 C．当三个开关都闭合时，两个灯泡串联 D．当三个开关都闭合时，电路短路 【答案】AD 【解答】解：A.只闭合开关S1，只有灯泡L2接入电路，即会发光，故A正确； B.只闭合开关S2，两个灯泡串联，故B错误； CD.当三个开关都闭合时，电路被短路，故C错误，D正确； 故选：AD。 【变式3】如图所示电路，各元件完好。关于此电路，下列说法正确的是（　　） A．灯泡L1和L2并联，开关S闭合后，两灯均发光 B．开关S闭合一段时间后，两节干电池会被烧坏 C．cd间导线改接到ce间，开关S闭合后，两灯均发光 D．gh间导线改接到fh间，开关S闭合后，两灯均发光 【答案】BCD 【解答】解：AB、由图可知，开关S闭合后，电源两端被直接用导线相连，形成电源短路，一段时间后，两节干电池会被烧坏，两灯均不会发光，故A错误，B正确； C、cd间导线改接到ce间，开关S闭合后，灯泡L1和L2并联，两灯均发光，故C正确； D、gh间导线改接到fh间，开关S闭合后，灯泡L1和L2并联，两灯均发光，故D正确。 故选：BCD。 题型2 开关在串并联电路中的作用 解｜题｜知｜识 （1）串联电路 ①定义：把用电器逐个顺次连接起来的电路叫做串联电路 ②特点：a．电流路径只有一条，无干路和支路之分； b．用电器之间相互影响； c．开关在任何位置的作用一样． （2）并联电路 ①定义：把用电器并列的连接的电路，称为并联电路． ②特点：a．电流路径有两条或两条以上，有干路和支路之分； b．各支路上用电器之间互不影响； c．干路上的开关能控制整个电路，支路中的开关只能控制它所在的支路． （3）混联电路 定义：电路中既有串联部分又有并联部分的电路称为混联电路． 【典例1】如图所示为部分电路结构，若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接，则下列分析正确的是（　　） A．若a与b，c与d连接，则只有L1发光 B．若a与b，b与d连接，则只有L2发光 C．若a与b，b与c连接，则L1、L2并联 D．若a与b，b与d连接，则L1、L2串联 【答案】A 【解答】解：A、若a与b，c与d连接，由于c与d的连接将灯泡L2短路，则只有L1发光，故A正确； BD、若a与b，b与d 连接，由于b与d 的连接电流不经过用电器，引起电源短路，故灯泡都不发光，故BD错误。 C、若a与b，b与c 连接，由于b与c连接将灯泡L1短路，则只有L2发光，故C错误。 故选：A。 【变式1】如图是一个既能吹冷风，又能吹热风的电吹风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（　　） A．只将开关S1闭合，吹出的是热风 B．M和R是串联在电路中的 C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风 D．开关S2可以控制整个电路 【答案】C 【解答】解：根据电路图可知，开关S1在干路上，开关S2与R2串联，所以开关S2只控制电阻R，只将开关S1闭合，只有电动机工作，吹出的是冷风；两开关都闭合时，电动机M和电阻R并列连接，因此M和R并联连接，吹的是热风，故ABD错误，C正确。 故选：C。 【变式2】实验小组的同学连接了四个电路（如图）来探究开关的控制作用，下列判断正确的是（　　） A．甲电路中，开关S只控制L1 B．乙电路中，闭合开关S，两灯都亮 C．丙电路中，闭合开关S，L1亮，L2不亮 D．丁电路中，断开开关S，L1不亮，L2亮 【答案】D 【解答】解：A、甲中，两灯泡串联接入电路，开关可控制两个灯泡，故A错误； B、乙中，开关断开，两灯泡串联接入电路，开关闭合，L1短路，L2亮，故B错误； C、丙中，闭合开关，两灯泡短路，都不亮，故C错误； D、丁中，闭合开关，两灯泡并联接入电路，断开开关，电路为灯泡L2的简单电路，故D正确。 故选：D。 题型3 生活中的串、并联电路 解｜题｜知｜识 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。 【典例1】青少年科技创新大赛的获奖作品（5G高铁轨道螺丝警报器），设计了检测螺丝松动的报警方案，如图所示。其主要的科学原理是：螺丝（其电阻不计）连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，此时报警灯L亮起而发出警报，及时提醒工人修理。下列符合题意的电路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：根据题意可知，螺丝连接在电路中，当螺丝松动时，它会与下端的导线分离而断开，螺丝不接入电路中，即螺丝所在电路发生了断路，此时指示灯会发光，这表明螺丝与灯泡是并联在电路中的，由于螺丝的电阻很小，能把灯泡短路；为了保护电路，防止电源短路，在干路中应该接上一个保护电阻，故B符合题意。 故选：B。 【变式1】为了提高行车的安全性，有的汽车装有自感应日间行车灯，如图所示。当汽车启动时，如果白天光线较暗，光控开关S1自动闭合，日间行车灯L1，立即亮起，如果光线更暗，光控开关S2再闭合，车前大灯L2也亮起，下列电路图中符合这一情况的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：A、由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡均不亮，故A不符合题意。 B、由电路图可知，只闭合S1时，日间行车灯L1亮，再闭合S2时，车前大灯L2亮，故B符合题意； C、由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡都亮，再闭合S2时，L1不亮，故C不符合题意； D、由电路图可知，只闭合S1时，车前大灯L2亮，再闭合S2时，日间行车灯L1亮，故D不符合题意。 故选：B。 【变式2】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，照亮人脸进行识别，但不开锁，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】B 【解答】解：根据题意知，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， A、只闭合S1时，电动机工作，同时闭合S1和S2时，电动机和灯泡都工作，故A不符合题意； B、只S1闭合，灯L发光，再S2闭合，电动机M也工作，故B符合题意； C、只闭合S1时，电动机和灯泡都工作，故C不符合题意； D、只闭合S1时，电动机和灯泡都工作，故D不符合题意。 故选：B。 【变式3】如图，是一款感应式垃圾桶，其工作原理如下：启动开关S1闭合后，指示灯亮起，这时垃圾桶才能正常使用；扔垃圾时，只需将手伸到感应区上方，感应开关S2自动闭合，动力装置工作，桶盖打开；手离开5秒后，感应开关S2就会自动断开。下列电路符合要求是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：由题意可知，动力装置工作与否不会影响指示灯的工作，所以指示灯与动力装置是并联的，则选项D可以排除。由题意可知，开关S1控制整个电路，开关S2只控制动力装置，则开关S1在干路上，开关S2与动力装置串联在同一条支路上。比较选项A、B、C中的三个图可知，只有选项A符合要求。 故选：A。 题型4 等效电路 解｜题｜知｜识 等效电路图就是将一个复杂的电路通过适当的方法改画出简单的串联、并联的电路．这个简单的电路，叫作原复杂电路的等效电路图 简化的方法有： （1）去表法 ①电压表：若没有明确指出要考虑其内阻，就把它看成是理想表（内阻无限大），画等效电路时，可认为是断路，把它拆除，不画入等效电路中． ②电流表：当不计电流表对电路的影响时，也把它看成是理想表（内阻为零），画等效电路时，可把它当做一根导线处理，也不画入等效电路中． ③导线：电阻为零．画等效电路时可任意将其伸长、缩短、变形． （2）支路法根据电流从电源正极（电势高处）流向负极（电势低处）的特点，找出从“分流点”到“汇流点”的所有的支路，将电路简化为若干并联的支路． （3）等势（电势）法其要点是找出电路中电势相等的各点，例如，凡是用导线相连的各点，都是电势相等的点，然后将各用电器按原来端点所在的位置，分别跨接在对应的等势点上，这些用电器便都是并联的，其它用电器再按电势高低的顺序串联，就可以把一个较复杂的电路，简化为一个易分辨串、并联关系的等效的规范的电路． 【典例1】请画出等效电路图。 （1）只闭合S2； （2）只闭合S1、S3。 【答案】 【解答】解： （1）只闭合S2，电流的路径只有一条，两个灯泡串联接入电路中，如图所示： （2）只闭合S1、S3，电流的路径有两条，两个灯泡并联接入电路中，如图所示： 【变式1】请画出等效电路图 （1）只闭合S1； （2）只闭合S1、S2； （3）只闭合S2、S3。 【答案】如上图。 【解答】解： （1）只闭合S1，电流的路径只有一条，两个灯泡串联接入电路中，电流表A1、A2测量的是电路中的电流，如图所示： ； （2）只闭合S1、S2，灯泡L1被短路，电流表A3、A2、灯泡L2串联接在电源上，如图所示： ； （3）只闭合S2、S3，电流的路径有两条，为并联电路；电流表A2、L2串联在一条支路中，电流表A1、L2串联在另一条支路中，电流表A3测量干路的电流，如图所示： 【变式2】等效电路图 如图所示电路，请你画出下列各情况的等效电路图： ①当开关S1、S2都断开时； ②当开关S1、S2都闭合时。 【答案】见试题解答内容 【解答】解： ①根据电流的流向，当S1、S2都断开时，电流从电源正极流出，电流依次通过L1、L3和电流表回到电源负极，由此画出等效电路如图所示： ； ②根据电流的流向，S1、S2都闭合时电流从电源正极流出分成两支，一支通过L2、S2，一支通过L1，汇合后经开关S2、电流表回到电源负极，由此画出等效电路如图所示： 。 题型5 根据实物图画电路图 解｜题｜知｜识 一、根据实物图画电路图 （1）看实物画电路图，关键是在看图，图看不明白，就无法作好图。实物图实际上只有两种电路，一种串联，另一种是并联， （2）串联电路非常容易识别，先找电源正极，用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置，然后作图。顺序是：先画电池组，按元件排列顺序规范作图，横平竖直，转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压，在检查电路无误的情况下，将电压表并在被测电路两端。 （3）对并联电路，判断方法如下，从电源正极出发，沿电流方向找到分叉点，并标出中文“分”字，（遇到电压表不理它，当断开没有处理）用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进，直至两支笔尖汇合，这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路，每条支路中有几个元件，分别是什么。特别要注意分点到电源正极之间为干路，分点到电源负极之间也是干路，看一看干路中分别有哪些元件，在都明确的基础上开始作电路图， （5）具体步骤如下：先画电池组，分别画出两段干路，干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路，有几条画几条（多数情况下只有两条支路），并准确将每条支路中的元件按顺序画规范，作图要求横平竖直，铅笔作图检查无误后，将电压表画到被测电路的两端。 二、画好电路图的方法： ①应完整地反映电路的组成，即有电源、用电器、开关和导线： ②规范地使用电路元件符号，不能自选符号： ③交叉相连的点要画粗黑圆点； ④合理地安排电路元件符号的位置，尽可能让这些元件符号均匀地分布在电路中，使电路图清楚美观，并注意元件符号绝不能画在拐角处； ⑤导线要横平竖直，转弯画成直角，电路图一般呈长方形； ⑥最好从电源的正极开始，沿着电流的方向依次画电路元件，且知道在电路图中导线无长短之分的原则。 如图所示的电路及它的电路图。 【典例1】与如图所示的实物图相对应的电路图是选项中的（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：在实物图中，闭合开关，电流从正极出发，经过开关分为两支：一支经电流表、灯泡L1回到负极；另一支经灯泡L2回到负极，所以两只灯泡并联，电流表测量灯泡L1支路电流。 A、闭合开关，电流从正极出发，经过开关分为两支：一支经电流表、灯泡L1回到负极；另一支经灯泡L2回到负极，所以两只灯泡并联，电流表测量灯泡L1支路电流，故A符合题意； B、闭合开关，电流从正极出发，经过开关分为两支：一支经电流表、灯泡L2回到负极；另一支经灯泡L1回到负极，所以两只灯泡并联，电流表测量灯泡L2支路电流，故B不符合题意； C、电流表测量干路电流，故C不符合题意； D、电流表的连接位置不正确，故D不符合题意。 故选：A。 【变式1】请根据如图的实物图，在虚线框内画出对应的电路图。 【答案】 【解答】解：从电源正极出发，依次经过两个灯泡和开关，然后回到电源负极即可，如图所示： 【变式2】在虚线方框中画出如图实物电路连接的电路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：电流从电源的正极出发经开关、电流表A1开始分支，一支经灯泡L1，一支经灯泡L2、电流表A2回到电源负极，电路图如图所示： 【变式3】根据实物图在虚线框内画出相应的电路图。 【答案】 【解答】解：由图知，两灯泡并联，开关在干路上控制整个电路，电压表与灯泡L2并联，电流表与灯泡L2串联，则电路图如下图所示： 题型6 根据电路图连接实物 解｜题｜知｜识 （1）对于串联电路：按电路图，从电源的正极出发，按顺序把电路元件用笔画线代替导线连接起来． （2）对于并联电路：根据电路图，找到“分节点”和“合节点”，从电源正极出发，按“哪里分就分，哪里合就合”的方法把电路元件连接起来． （3）应该注意：实物图中的导线是不允许相交的；导线要连接到电路元件的接线柱上，不能到处乱接． 【典例1】如图，闭合开关后，有一个灯泡不能发光，为使两灯均发光，请在连接错误的导线上画“×”，并把正确的导线连接在电路中。 【答案】 【解答】解：原电路中，L1没有连入电路中，两灯串联，如下所示： 【变式1】某个智能生活小区可以通过刷卡或刷脸进入小区大门，刷卡或刷脸成功时，开关S1或S2闭合，此时电动机工作使大门打开。请在图中按要求正确完成电路连接。 【答案】 【解答】解：门禁系统有刷卡和刷脸两种识别方式，若刷卡看作自动开关S1，刷脸看作手动开关S2，刷卡和刷脸两种识别方式都可以使得电动机工作，两开关并联后再与电动机串联；在家庭电路中，开关接在火线与用电器之间，如图所示： 。 【变式2】如图为亮度可调的台灯的电路图，其中AB是一根电阻丝，OP是滑片，可绕O点旋转，P端与电阻丝接触良好，请将图中的电路图补充完整，要求：滑片OP顺时针转动时灯泡变暗。 【答案】见解析中的图。 【解答】解：滑片OP顺时针转动时灯泡变暗，故电路的电流变小，变阻器连入电路的电阻变大，故PA部分连入电路中与灯串联，如下所示： 【变式3】按照图甲的电路图，用笔画线表示导线，把图乙中所示的实物连接起来，并用箭头在电路图中标出干路和两个支路在开关闭合时的电流方向。 【答案】 【解答】解：由图甲可知，两灯泡并联，开关S1控制干路，开关S2控制灯L2所在支路，先把电源、开关S1、开关S2、灯L2串联接入电路，然后把灯L1并联在灯L2、S2串联电路两端，电流从电源的正极出来，经过开关和用电器后回到电源的负极，电路图如图所示： 题型7 串并联电路的设计 解｜题｜知｜识 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。 【典例1】某校科创小组为“共享助力车”的安全头盔设计以下方案：扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机通电工作；扫码且戴头盔才能骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：根据题意可知，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能够独立工作，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：B。 【变式1】不戴头盔存在安全隐患，于是小华同学设计以下方案：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】A 【解答】解：骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；戴上头盔后，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A正确。 故选：A。 【变式2】为了提高乘客进站的效率，高铁站的自助检票闸机可实现人证核验，如图所示。将身份证放在闸机指定的位置，闸机自动读取信息成功（相当于闭合开关S1），当摄像头扫描出人脸进行识别后，若身份验证成功（相当于闭合开关S2），电动机工作闸机开启，乘客可以通过闸机。下列电路设计符合以上要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：由题知，将身份证放在闸机指定的位置，闸机自动读取信息成功（相当于闭合开关S1），当摄像头扫描出人脸进行识别后，若身份验证成功（相当于闭合开关S2），电动机工作闸机开启，乘客可以通过闸机，这说明两个开关相互影响，是串联的，然后与电动机串联在电路中，故A正确。 故选：A。 【变式3】有一种防倾斜报警电路，将该电路固定在某物体上，当物体处于竖直方向时，不报警；当物体向左或向右倾斜时，一盏灯亮、电铃响，人们可根据亮灯的颜色判断物体向哪边倾斜。其中S为重力开关，金属棒a可绕O点自由转动，则下列设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：A．图中当金属棒a因向左倾斜接触触点A时，灯L1和L2并联接入电路，导致两灯同时亮起，无法通过灯的颜色区分倾斜方向；触点B未接入电路，向右倾斜时不会报警，故A错误； B．图中触点A未接入电路，当金属棒a因向左倾斜接触触点A时，电路不会报警，故B错误； C．图中电铃串联在干路中，金属棒a因向左倾斜接触触点A时，电铃响，L1发光，金属棒a因向右倾斜接触触点B时，电铃响，L2发光，故C正确； D．图中金属棒a因向右倾斜接触触点B时，电铃和两个灯泡串联，电铃响，两个灯泡都发光，无法通过灯的颜色区分倾斜方向，故D错误。 故选：C。 过 关 验 收 1．华为公司于2024年9月10日推出三折叠手机HUAWEIMateXT非凡大师，可在单屏态、双屏态、三屏态间灵活切换，打破了移动终端的场景边界，一机多能，超乎想象。那么三个屏幕的连接方式为 　 　 ，该手机支持无线超级快充，在充电时电池相当于 　 　 。 【答案】并联；用电器。 【解答】解：由题意可知，三个屏幕可以独立工作，互不影响，所以这三个屏幕是并联的。 在充电时电池消耗电能，产生化学能，此时电池相当于用电器。 故答案为：并联；用电器。 2．小明用充电宝给手机电池充电时，手机电池相当于　 （选填“用电器”或“电源”），充电宝上有三个接口（如图所示），可同时给三部手机充电，这三个接口之间是　　 （选填“串联”或“并联”）；小明将两只相同的气球在自己的头发上摩擦后，就可以让一只气球悬在另一只气球的上空（如图所示），这是因为摩擦后的两个气球带上　 　 （选填“同种”或“异种”）电荷而相互排斥。 【答案】用电器；并联；同种。 【解答】解：给手机充电时，手机电池消耗电能，转化为化学能储存，因此属于用电器。 充电宝可以同时给三部手机充电，在充电过程中，由于各用电器之间工作情况是互不影响，所以三部手机之间是并联接入充电宝的，因此充电宝的三个接口是并联的。 摩擦后的气球带同种电荷，根据“同种电荷相斥”的原理，两只气球会相互排斥，从而出现悬空现象。 故答案为：用电器；并联；同种。 3．在如图所示的电路中，有三个开关S1、S2、S3，如果将开关S1、S2闭合，S3断开，则灯L1、L2　　 联。如果将开关S1、S2、S3都闭合，电路处于 　 　 状态。 【答案】并；短路。 【解答】解：如果将开关S1、S2闭合，S3断开，电流的路径有两条，灯泡L1、L2并联； 如果将开关S1、S2、S3都闭合，电源的两端被导线相连，造成电源短路。 故答案为：并；短路。 4．在连接串、并联电路的实验中， （1）连接电路时，开关应该是　 　 的； （2）小刚连接了如图所示电路，闭合开关，两个灯泡都将　　 （选填“发光”、“不会发光”或“被烧坏”），出现　 （选填电路的状态）现象； （3）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强认为只需拆除导线　　 （选填“a”、“b”、“c”、“d”、“e”），就能成为两灯串联的正确电路。 【答案】（1）断开；（2）不会发光；短路；（3）c。 【解答】解：（1）在连接过程中，为保护电路，开关应该是断开的； （2）根据电路图可知，导线将电源两极直接连接起来，形成了电源短路，因此两个灯泡都不发光； （3）不需要全部拆散，重新连接，只需拆除c这一根导线，就能成为两灯串联的正确电路。 故答案为：（1）断开；（2）不会发光；短路；（3）c。 5．如图所示为部分电路结构，若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接，则下列分析正确的是（　　） A．若a与b，c与d连接，则只有L1发光 B．若a与b，b与d连接，则只有L2发光 C．若a与b，b与c连接，则L1、L2并联 D．若a与b，b与d连接，则L1、L2串联 【答案】A 【解答】解：A、若a与b，c与d连接，由于c与d的连接将灯泡L2短路，则只有L1发光，故A正确； BD、若a与b，b与d 连接，由于b与d 的连接电流不经过用电器，引起电源短路，故灯泡都不发光，故BD错误。 C、若a与b，b与c 连接，由于b与c连接将灯泡L1短路，则只有L2发光，故C错误。 故选：A。 6．如图是一个既能吹冷风，又能吹热风的电吹风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（　　） A．只将开关S1闭合，吹出的是热风 B．M和R是串联在电路中的 C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风 D．开关S2可以控制整个电路 【答案】C 【解答】解：根据电路图可知，开关S1在干路上，开关S2与R2串联，所以开关S2只控制电阻R，只将开关S1闭合，只有电动机工作，吹出的是冷风；两开关都闭合时，电动机M和电阻R并列连接，因此M和R并联连接，吹的是热风，故ABD错误，C正确。 故选：C。 7．实验小组的同学连接了四个电路（如图）来探究开关的控制作用，下列判断正确的是（　　） A．甲电路中，开关S只控制L1 B．乙电路中，闭合开关S，两灯都亮 C．丙电路中，闭合开关S，L1亮，L2不亮 D．丁电路中，断开开关S，L1不亮，L2亮 【答案】D 【解答】解：A、甲中，两灯泡串联接入电路，开关可控制两个灯泡，故A错误； B、乙中，开关断开，两灯泡串联接入电路，开关闭合，L1短路，L2亮，故B错误； C、丙中，闭合开关，两灯泡短路，都不亮，故C错误； D、丁中，闭合开关，两灯泡并联接入电路，断开开关，电路为灯泡L2的简单电路，故D正确。 故选：D。 8．现代智能手机通常支持多种解锁方式，如数字解锁、图案解锁、指纹解锁、人脸解锁等，我们可以任选一种方式解锁，解锁成功后即可正常使用手机。在如图所示的模拟电路中，S1表示数字解锁开关，S2表示图案解锁开关，S3表示指纹解锁开关，灯泡L发光表示手机解锁成功，则下列模拟电路中符合上述要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解： 由题意可知，数字解锁开关S1，图案解锁开关S2，指纹解锁开关S3，都可以解锁手机，即都使灯泡L发光，说明三个开关可以独立工作，互不影响，即为并联，灯泡在干路上。 由各选项电路图知，ACD不符合要求，B符合要求。 故选：B。 9．我国铁路已实行电子客票，乘客检票时刷身份证，并通过人脸识别系统，确保“人”“证”一致后，闸门便会打开。用代表闸门，如图所示，可实现上述要求的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：根据题意可知，只有“人”“证”一致的情况下，闸机自动打开，这说明“人脸识别”开关和“身份证识别”开关相互影响，是串联的，然后与电动机串联，故A正确。 故选：A。 10．请根据实物图在虚线框内画出对应的电路图。 【答案】 【解答】解：由实物图知，灯L1、L2并联，开关S3在干路上，开关S2与L2在一条支路，开关S1与L1在一条支路，电路图，如图所示： 11．如图所示是常用手电筒的结构图，请画出电路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：用导线将电源、开关以及灯泡顺次连接起来；如图所示： 12．在如图所示虚框内画出图所示实物电路对应的电路图。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：从电源正极出发，依次经过灯泡L2、L1和开关S，然后回到电源负极即可，如图所示： 13．根据图甲所示的电路图，将乙图的实物元件连接成实物电路。 【答案】见试题解答内容 【解答】解：由电路图可知，两灯并联，电流表A1测量灯泡L1的电流，电流表A2测量干路的电流； 电源为2节干电池串联，电源电压为3V，通过灯泡L1的电流较小（小于0.6A），故电流表A1选用0～0.6A量程；干路中的电流较大，故电流表A2选用0～3A量程； 根据电流流向法，先从正极出发依次串联开关S1、电流表A1、灯泡L1、电流表A2回到负极，然后将开关S2和灯泡L2串联，再把灯泡L2的左端与L1的左端相连、开关S2的右端和电流表A1的0.6A接线柱相连即可，如图所示： 14．“水是生命之源，一会儿不喝就渴得慌……”，方便师生饮水，教学楼内安装了多台大功率净水机。其“开水”出水口的电路设计很科学，除了安装在面板上的“触控开关”（用“S1”表示）之外，饮水机内部还装有一个“温控开关”（用“S2”表示）： ①当水温达到“100℃”时，温控开关S2自动闭合，此时再轻触“开水”按键，触控开关S1闭合，电磁阀打开，水从出水口流出； ②如果不触碰“开水”按键，即使水温已达到“100℃”，水也不会流出； ③如果触碰了“开水”按键但水温尚未达到“100℃”，水也不会流出。 下列电路设计中，符合这一控制要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：根据题意可知两个开关必须同时闭合，电磁阀才能工作，即两个开关相互影响，不能独立工作，则两个开关是串联的，再与电磁阀串联，故C符合要求，ABD不符合要求。 故选：C。 学科网（北京）股份有限公司 $