11.4 串联电路和并联电路(举一反三·讲义)物理新教材沪科版(五四学制)九年级上册
2026-08-31
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摘要:
本初中物理讲义聚焦串联电路和并联电路核心知识点,从电路连接方式辨析入手,逐步讲解开关在串并联电路中的控制作用,再到电路图与实物图的相互转化,最终延伸至电路设计应用,构建完整的学习支架。
该资料以生活情景导入激发兴趣,通过自主实验探究串并联电路电流路径特点,培养学生科学探究能力。结合高铁闸机、公交车按键等实例设计电路,强化物理观念与实际问题解决,课中辅助教师教学,课后作业助力学生查漏补缺。
内容正文:
11.4 串联电路和并联电路
目录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 辨析电路的串、并联】 2
【知识点2 开关在串、并联电路中的作用】 4
【知识点3 电路图与实物图的相互转化】 6
【知识点4 电路设计】 8
课后作业 9
情景导入
电灯、电扇和空调等用电器为我们提供了舒适便捷的生活条件。图中由五颜六色的小灯泡组成的节日彩灯,营造了欢乐的节日气氛。家中的用电器和节日彩灯分别由同一个电源供电,这些电器之间、小灯泡之间是如何连接的呢?
知识归纳
【知识点1 辨析电路的串、并联】
如果同一电路中有多个用电器,如接有两个小灯泡,则可以用不同的方式连接,使它们同时发光。
1. 自主活动——探究用电器的连接
用导线将图中的小灯泡L1、L2、开关S和电源连成电路,使两个小灯泡同时发光、同时熄灭。交流各自的电路连接方式。
通过上述实验发现,将两个小灯泡接在电源上,由 种连接方式。
2. 串联
将两个小灯泡在电路中 相连,闭合开关后,两个灯泡会同时发光。这两个小灯泡的连接方式叫做串联,如下图所示。
3. 并联
如下图所示,将两个小灯泡的两端分别连在一起,然后接入电路中,这两个小灯泡的连接方式叫做 ,闭合开关后两个灯泡也会同时发光。并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫做 路,单独使用的那部分电路叫做 路。
两个小灯泡串联或并联接入电路后,虽然都可以同时发光、同时熄灭,但两种接法对小灯泡的工作有着不同的影响。
4. 串联、并联两种电路电流路径的特点
(1)自主活动:如图(a)所示,将两个小灯泡串联在电路中,闭合开关,它们同时发光,拆去其中一个小灯泡,观察另一个小灯泡的发光情况。
如图(b)所示,再将两个小灯泡并联在电路中,重复上述操作。两次观察到的现象相同吗?
(a) (b)
实验现象:通过上述实验发现,在两个小灯泡串联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个会 ;在两个小灯泡并联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个仍然 。(均选填“熄灭”或“发光”)
(2)结论:
在串联电路中,电流只有 路径,各用电器不能单独工作;电路任何一处断开,各处的电流都等于零,各用电器均 工作。
在并联电路中,电流有 路径,各用电器能彼此独 工作。
【例1】如图所示电路中,下列说法正确的是( )
A.该电路的连接是正确的
B.该电路中两灯是并联的
C.要使两灯组成串联电路,应拆掉导线de
D.要使两灯组成并联电路,应将导线bc的c端改接到d端
【变式1-1】小李在电学实验探究时,将两只灯泡分别接在图甲、乙两个电路中,以下说法正确的是( )
A.甲电路中,闭合开关S,两灯都发光,取下L2后,L1不发光
B.甲电路中,闭合开关S,用一根导线接在L1接线柱两端,L1不发光,L2发光
C.乙电路中,闭合开关S,用一根导线接在L2接线柱两端,L1发光,L2不发光
D.乙电路中,闭合开关S,用一根导线接在电源接线柱两端,这是允许的安全电路
【变式1-2】如图所示,当开关S闭合时,两只小灯泡能同时发光的正确电路是( )
A. B. C. D.
【知识点2 开关在串、并联电路中的作用】
1. 串联、并联两种电路开关作用的特点
(1)串联电路开关的控制作用:在串联电路中,开关接在任何位置都可以控制 用电器。
(2)并联电路开关的控制作用
按图11-4-5连接电路,依照下列操作方法进行实验。
①闭合开关S、S1、S2,两个小灯泡均发光,再断开S,观察并记录两个小灯泡的发光情况。
②要使电路中只有小灯泡L1发光,应该如何操作?
通过上述活动可知,在并联电路中,干路开关可以同时控制 的用电器,支路开关只能控制其所在 的用电器。
2. 生活中的串联和并联
(1)串联和并联是两种最基本的电路连接方式。通常情况下,电流表 联在待测电路中,电压表 联在待测电路的两端。
(2)家庭电路中,电灯、空调、电视机等用电器是 联的。开关和用电器是 联的。
(3)题首图11-4-1中节日彩灯则可能是由小灯泡串联和并联组合连接的。
【例2】如图所示是一种声光报警器电路,各元件均能正常工作。下列现象描述正确的是( )
A.只闭合S1时,灯亮铃不响 B.只闭合S2时,铃响灯不亮
C.同时闭合S1、S2,灯亮铃不响 D.同时闭合S1、S2,铃响灯不亮
【变式2-1】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
【变式2-2】探究串、并联电路的特点。
(1)如图甲,闭合开关两灯都发光,取下灯L1,灯L2 (选填“发光”或“不发光”),说明串联电路中各用电器之间 影响(选填“相互”或“互不”);将开关分别连接在A、B、C处,闭合开关,两灯 (选填“发光”或“不发光”),说明串联电路中开关位置改变,其控制作用 ;
(2)如图乙,闭合开关两灯都发光,取下L1,L2会 (选填“发光”或“不发光”),说明并联电路中各用电器之间 影响(选填“相互”或“互不”)。将开关移到支路,其控制作用 。
【知识点3 电路图与实物图的相互转化】
1. 根据要求及实际电路画电路图
(1)对于串联电路,从电源正极开始沿 方向逐个用符号代替各实物元件,直到电源的负极,即“逐个顺次一一连接”。
(2)对于并联电路,可采用节点法。所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。具体步骤如图所示:
①如图所示,先找出节点A、B(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路如图甲;
②对照实物图找出各条支路并画出来,如图乙;
③将干路与支路连接起来组成完整的电路图,如图丙所示。
2. 根据电路图连接实物图
(1)判断用电器的连接方式:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。
(2)连接方法:对于串联电路,从电源正极出发,将各元件一一连接即可。对于并联电路,明确元件是在支路上还是在干路上,哪些元件在同一条支路上;根据“先串后并,先简单后复杂”的原则连接,即先连接简单的支路,然后确定好分支点和汇流点,再将其他支路连入电路。
注意:根据电路图连接实物图时,导线不允许 。
【例3】根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【变式3-1】将图中的两只灯泡连接成并联电路,要求开关能控制两只灯泡。
【变式3-2】如图所示,根据电路图,把实物图连接完整。
【知识点4 电路设计】
电路设计是上海中考电学核心考点,核心围绕串并联逻辑、开关控制规则与电路安全三大模块展开,是区分基础能力与综合应用能力的关键题型。
首先要明确用电器连接逻辑:若用电器可独立工作、互不影响,必须采用并联方式;若需同步启停、相互制约,则采用串联。
其次是开关的核心控制规则:两个条件需同时满足才能启动用电器时,开关必须串联,比如电动公交车的双门开关、保密室的双钥匙电路;两个条件满足其一即可启动时,开关采用并联,比如安检门的温度与金属探测报警电路。特殊场景下,开关与用电器并联可实现“开关闭合时用电器短路停止工作,开关断开时用电器接入电路”的效果,这是中考高频易错点。
设计完成后必须完成三步校验:一是排查是否存在电源直接短路的致命错误;二是核对所有用电器的工作状态是否完全匹配题干要求;三是确认电表连接符合“电流表串联、电压表并联,正进负出”的基本规范。
这类题型常结合生活场景出题,比如楼道声光控灯、家庭家电控制等,只要牢牢抓住“先定用电器连接方式,再定开关位置,最后校验安全”的三步法,就能快速突破电路设计难点。
【例4】中国的高铁技术世界领先,给人们的出行带来了极大的便利。如图甲所示,旅客进站需要验证身份证(相当于闭合开关S1)的同时通过人脸识别(相当于闭合开关S2)才能开启闸机(用表示),请在图乙中设计符合需求的电路。
【变式4-1】为了保证校园安全,严格控制区分外来车辆出入校园,我校装备了门禁系统,内部车辆可以被自动开关识别并启动横杆,外部车辆需要保安闭合手动开关启动横杆,下列模拟电路中,符合门禁系统要求的是( )
A. B.
C. D.
【变式4-2】小东乘坐公交车时发现:公交车后门左右两侧的扶手上,各安装了一个标有“STOP”的红色按键(如图),当乘客遇到紧急情况时,只要按下其中任意一个按键,公交车内的警示电铃就会响起。小东根据上述功能设计了四个简化模拟电路图,其中正确的是( )
1.在如图所示的电路中,、两灯泡正常发光,电流表A的示数正常。下列判断正确的是( )
A.、两灯泡串联在电路中 B.电流表A测量灯泡的电流
C.电流表A测量灯泡的电流 D.电流表A测量灯和的总电流
2.下面四幅电路图中,电流表或电压表使用正确的是( )
A. B. C. D.
3.关于生活中的一些电路连接,下列判断不正确的是( )
A.工厂里的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.智能门锁通常设有“指纹”和“密码”两种解锁方式,只要验证任意一种即可开门,这说明控制指纹和密码的两个开关是串联的
4.为了提高学生进出校门效率,校门口的闸机(如图所示)可实现自动识别。刷校园卡或者人脸识别成功时(相当于闭合开关S1或S2),电机M启动,闸门打开放行。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
5. 如图,小华用裸铜导线的一端将两只相同的小灯泡的螺旋捆绑在一起,并让两个灯泡的尾部金属点与电池正极接触,再将裸铜导线的另一端与电池负极接触(导线与各处接触良好),那么,下列判断正确的是( )
A.两灯都亮且两灯串联 B.两灯都不亮,这样连接造成了短路
C.两灯都亮且两灯并联 D.上面的灯亮,下面的灯不亮
6. 如图所示的电路中,甲、乙是连接在电路中的两只电学仪表。闭合开关S后,灯L1、L2均正常发光。则( )
A.甲是电流表,乙是电压表 B.甲、乙都是电流表
C.甲是电压表,乙是电流表 D.甲、乙都是电压表
7.在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当只闭合开关S2时,L1、L2并联
B.当只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
C.当只闭合开关S1、S2时,L1发光、L2不发光
D.当只闭合开关S2、S3时,灯L1、L2都发光
8.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表的示数为3.6V,电压表的示数为6V,下列说法中不正确的是( )
A.电源电压为6V
B.两端电压为3.6V
C.将电压表V1换成电流表,则L2与L1并联
D.将电压表V2换成电流表,则电源短路
9.(多选题)关于如图电路的判断,正确的是( )
A.只闭合开关S1时,灯泡L1、L3串联
B.只闭合开关S2时,灯泡L2、L3并联
C.只闭合开关S2、S3时,电路中只有L2的简单电路
D.闭合所有开关时,灯泡L1、L2并联,L3被短路
10.在串联电路中,开关的作用与所处位置________(有关/无关),一个用电器由于断路而停止工作,其他的用电器________(能/不能)工作,在并联电路中,一条支路上的用电器因断路而停止工作,其他支路上的用电器_________(能/不能)工作。
11. 有一种“充电宝”有两个输出端,能够同时给两部手机充电(如图所示),这两个输出端的连接方式是_________(选填“串联”或“并联”)。给手机充电时,手机相当于简单电路中的_______;在充电过程中,将电能转化为________能。
12.如图所示,是一幅简化的玩具警车的电路图。图中电动机和小灯泡______(选填“串联”或“并联”)在电路中。若小灯泡所在支路发生断路,则玩具警车_____(选填“能”或“不能”)行驶。
13.如图甲所示是节日装饰用的小彩灯,可以烘托节日的气氛,其缺点是如果有一个小灯泡烧毁了,会导致电路________,将使整串小灯泡全部熄灭,这是因为串联电路中各用电器________。为了克服该缺点,小芳同学对电路进行了改进,如图乙所示,方法是先将小灯泡两个两个________后,再把它们串联起来,这样即使有一个小灯泡烧毁,也不会影响整串电路。
14. 在某教室里,一个开关同时控制着三盏照明灯,这三盏灯是_________(选填“串联”或“并联”)的,你的判断依据是_______________________________。
15.如图所示是小壮同学连接的实物电路,在该实物电路中,开关S1位于________(填“干路”或“支路”)上,小灯泡L1与小灯泡L2________联;开关S1、S2均闭合后,若小灯泡突然因为灯丝烧断而熄灭,则小灯泡L1________(填“能”或“不能”)继续发光。
16. 根据实物电路在方框内画出对应的电路图。
17.如图所示的部分实验电路图,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:两灯泡串联、电压表测灯L2两端的电压,导线不能交叉。
18.如图中,有一根导线接错而使小灯泡L1被短接,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”,表示这根导线不要;再把正确接法的导线画出来,使电路接线正确。
19. 火车在两节车厢之间有两间厕所,只有当两间厕所的门都关上时(每扇门相当于一个开关),车厢中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,提醒旅客两间厕所内都有人。请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图。(在方框的原图中作图)
20. 如图所示电路,请你把两个元件(电源和开关)的电路元件符号分别填入方框中组成一个并联电路。
21.请用笔画线表示导线把图中的实物连接起来,并画出电路图。要求:两个小灯泡并联,开关同时控制两个小灯泡,电流表测量通过小灯泡的电流,导线不能交叉。
22. 如图所示,用2节干电池,1个开关,2个小灯泡(带灯座),导线若干连接好电路,闭合开关后让两个灯泡都亮起来。图一叫串联电路,图二叫并联电路。
(1)在图一(串联)2个灯泡同时亮的基础上,取下一个灯泡,另一个灯泡_____;图二(并联)2个灯泡同时亮的基础上,取下一个灯泡,另一个灯泡______。(以上两空均选填“还亮”或“不亮”)
(2)在图一(串联)2个灯泡同时亮的基础上,拿一条导线的两端接在其中一个灯泡的两端的接线柱上,这个灯泡________,另一个灯泡________;在图二(并联)2个灯泡同时亮的基础上,拿一条导线的两端接在其中一个灯泡的两端的接线柱上,这个灯泡________,另一个灯泡________。(以上四空均选填“还亮”或“不亮”)
(3)从操作安全的角度出发,每次连接电路前,开关都应该________。(选填“闭合”或“断开”)
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11.4 串联电路和并联电路
目录
知识框架 1
知识精讲 1
【知识点1 辨析电路的串、并联】 2
【知识点2 开关在串、并联电路中的作用】 5
【知识点3 电路图与实物图的相互转化】 7
【知识点4 电路设计】 9
课后作业 11
情景导入
电灯、电扇和空调等用电器为我们提供了舒适便捷的生活条件。图中由五颜六色的小灯泡组成的节日彩灯,营造了欢乐的节日气氛。家中的用电器和节日彩灯分别由同一个电源供电,这些电器之间、小灯泡之间是如何连接的呢?
知识归纳
【知识点1 辨析电路的串、并联】
如果同一电路中有多个用电器,如接有两个小灯泡,则可以用不同的方式连接,使它们同时发光。
1. 自主活动——探究用电器的连接
用导线将图中的小灯泡L1、L2、开关S和电源连成电路,使两个小灯泡同时发光、同时熄灭。交流各自的电路连接方式。
通过上述实验发现,将两个小灯泡接在电源上,由两种连接方式。
2. 串联
将两个小灯泡在电路中顺次相连,闭合开关后,两个灯泡会同时发光。这两个小灯泡的连接方式叫做串联,如下图所示。
3. 并联
如下图所示,将两个小灯泡的两端分别连在一起,然后接入电路中,这两个小灯泡的连接方式叫做并联,闭合开关后两个灯泡也会同时发光。并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫做干路,单独使用的那部分电路叫做支路。
两个小灯泡串联或并联接入电路后,虽然都可以同时发光、同时熄灭,但两种接法对小灯泡的工作有着不同的影响。
4. 串联、并联两种电路电流路径的特点
(1)自主活动:如图(a)所示,将两个小灯泡串联在电路中,闭合开关,它们同时发光,拆去其中一个小灯泡,观察另一个小灯泡的发光情况。
如图(b)所示,再将两个小灯泡并联在电路中,重复上述操作。两次观察到的现象相同吗?
(a) (b)
实验现象:通过上述实验发现,在两个小灯泡串联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个会熄灭;在两个小灯泡并联的电路中,拆去其中一个小灯泡,另一个仍然发光。(均选填“熄灭”或“发光”)
(2)结论:
在串联电路中,电流只有一条路径,各用电器不能单独工作;电路任何一处断开,各处的电流都等于零,各用电器均不能工作。
在并联电路中,电流有多条路径,各用电器能彼此独立工作。
【例1】如图所示电路中,下列说法正确的是( )
A.该电路的连接是正确的
B.该电路中两灯是并联的
C.要使两灯组成串联电路,应拆掉导线de
D.要使两灯组成并联电路,应将导线bc的c端改接到d端
【答案】D
【详解】AB.由图知,闭合开关时,电流不经过用电器而直接流回电源负极,会发生电源短路,会损坏电流表和电源,故AB错误;
C.要使两灯组成串联电路,应拆掉导线cf,故C错误;
D.要使电路中的两灯并联,可以将导线bc的c端改接到d或e端,电流从正极流出在f点分开,分别经过两个灯泡后在d点或e点汇合后经过开关回到负极,故D正确。
故选D。
【变式1-1】小李在电学实验探究时,将两只灯泡分别接在图甲、乙两个电路中,以下说法正确的是( )
A.甲电路中,闭合开关S,两灯都发光,取下L2后,L1不发光
B.甲电路中,闭合开关S,用一根导线接在L1接线柱两端,L1不发光,L2发光
C.乙电路中,闭合开关S,用一根导线接在L2接线柱两端,L1发光,L2不发光
D.乙电路中,闭合开关S,用一根导线接在电源接线柱两端,这是允许的安全电路
【答案】C
【详解】AB.图甲中,两个灯泡并联在电路中,闭合开关S,两灯发光,说明电路通路,取下L2,另一支路不受影响,L1仍能发光,用一根导线接在L1接线柱两端,则整个电路短路,两灯都不发光,故AB错误;
C.乙电路中,两灯串联在电路中,闭合开关S,用一根导线接在L2接线柱两端,则L2被短路,L1的工作不受影响,所以L1发光,L2不发光,故C正确;
D.乙电路中,闭合开关S,用一根导线接在电源接线柱两端,则电源被短路,故D错误。
故选C。
【变式1-2】如图所示,当开关S闭合时,两只小灯泡能同时发光的正确电路是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】A.开关S与右侧灯泡并联,闭合S时,右侧灯泡被短路,通过右侧灯泡电流为0,只有左侧灯泡发光,故A错误;
B.两灯泡与开关S串联,闭合S时,电路通路,电流通过两灯泡,两灯泡同时发光,故B正确;
C.电路中无电源,闭合S时电路中无电流,两灯泡均不发光,故C错误;
D.开关S与电源并联,闭合S时,电源被短路,通过灯泡电流为0,两灯泡均不发光,故D错误。
故选B。
【知识点2 开关在串、并联电路中的作用】
1. 串联、并联两种电路开关作用的特点
(1)串联电路开关的控制作用:在串联电路中,开关接在任何位置都可以控制所有用电器。
(2)并联电路开关的控制作用
按图11-4-5连接电路,依照下列操作方法进行实验。
①闭合开关S、S1、S2,两个小灯泡均发光,再断开S,观察并记录两个小灯泡的发光情况。
②要使电路中只有小灯泡L1发光,应该如何操作?
通过上述活动可知,在并联电路中,干路开关可以同时控制所有的用电器,支路开关只能控制其所在支路的用电器。
2. 生活中的串联和并联
(1)串联和并联是两种最基本的电路连接方式。通常情况下,电流表串联在待测电路中,电压表并联在待测电路的两端。
(2)家庭电路中,电灯、空调、电视机等用电器是并联的。开关和用电器是串联的。
(3)题首图11-4-1中节日彩灯则可能是由小灯泡串联和并联组合连接的。
【例2】如图所示是一种声光报警器电路,各元件均能正常工作。下列现象描述正确的是( )
A.只闭合S1时,灯亮铃不响 B.只闭合S2时,铃响灯不亮
C.同时闭合S1、S2,灯亮铃不响 D.同时闭合S1、S2,铃响灯不亮
【答案】C
【详解】A.只闭合S1时,整个电路断路,所以灯不亮、铃也不响,故A错误;
B.只闭合S2时,灯泡和电铃串联,因此灯亮、铃响,故B错误;
CD.同时闭合S1、S2时,电铃被短路,为灯泡的基本电路,所以灯亮铃不响,故C正确,D错误。
故选C。
【变式2-1】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
【详解】A.此时两灯串联,故开关S可以同时控制L1和L2,故A错误;
B.闭合开关后,灯泡L1将被短路,不会发光,故B错误;
C.闭合开关后,电流从电源正极直接流回电源负极,两灯均被短路,均不亮,故C错误;
D.由图可知,断开开关S后,此时只有L2接入电路,故L1不亮,L2亮,故D正确。
故选D。
【变式2-2】探究串、并联电路的特点。
(1)如图甲,闭合开关两灯都发光,取下灯L1,灯L2 (选填“发光”或“不发光”),说明串联电路中各用电器之间 影响(选填“相互”或“互不”);将开关分别连接在A、B、C处,闭合开关,两灯 (选填“发光”或“不发光”),说明串联电路中开关位置改变,其控制作用 ;
(2)如图乙,闭合开关两灯都发光,取下L1,L2会 (选填“发光”或“不发光”),说明并联电路中各用电器之间 影响(选填“相互”或“互不”)。将开关移到支路,其控制作用 。
【答案】 不发光 互相 发光 不变 发光 互不 改变
【详解】(1)因为串联电路中各用电器之间相互影响,因此取下灯L1,灯L2不发光。因为串联电路中开关位置改变,其控制作用不变,因此将开关别连接在A、B、C处,闭合开关,两灯均发光。
(2)因为并联电路中各用电器之间互不影响,所以取下L1,L2会发光。图乙中,开关在干路上,控制整个电路;如果将将开关移到L1支路,则开关只能控制L1,故其控制作用改变。
【知识点3 电路图与实物图的相互转化】
1. 根据要求及实际电路画电路图
(1)对于串联电路,从电源正极开始沿电流方向逐个用符号代替各实物元件,直到电源的负极,即“逐个顺次一一连接”。
(2)对于并联电路,可采用节点法。所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点,以这些点为分界,将电路分成几段来画的方法。具体步骤如图所示:
①如图所示,先找出节点A、B(并联电路的分流点和汇流点)的位置,画出干路如图甲;
②对照实物图找出各条支路并画出来,如图乙;
③将干路与支路连接起来组成完整的电路图,如图丙所示。
2. 根据电路图连接实物图
(1)判断用电器的连接方式:首先要分析电路是串联电路还是并联电路。
(2)连接方法:对于串联电路,从电源正极出发,将各元件一一连接即可。对于并联电路,明确元件是在支路上还是在干路上,哪些元件在同一条支路上;根据“先串后并,先简单后复杂”的原则连接,即先连接简单的支路,然后确定好分支点和汇流点,再将其他支路连入电路。
注意:根据电路图连接实物图时,导线不允许交叉。
【例3】根据实物图在方框内画出对应的电路图。
【答案】见下图。
【详解】由实物图可知,两灯串联,开关S为总开关,电流从电源正极流出,经过灯泡L1、开关S、灯泡L2,最后流回电源负极。据此作图。
【变式3-1】将图中的两只灯泡连接成并联电路,要求开关能控制两只灯泡。
【答案】见右图。
【详解】依题意,两只灯泡需并列连接且开关位于干路上。按电流流向法,从电源的正极出发,经过开关后分支,一路经过一个灯泡,另一路经过另一个灯泡,然后两路汇合共同回到电源负极。
【变式3-2】如图所示,根据电路图,把实物图连接完整。
【答案】见下图。
【详解】由电路图可知,两灯并联,开关控制整个电路,电流表接在干路上,根据电路图按顺序连接实物图,据此作图。
【知识点4 电路设计】
电路设计是上海中考电学核心考点,核心围绕串并联逻辑、开关控制规则与电路安全三大模块展开,是区分基础能力与综合应用能力的关键题型。
首先要明确用电器连接逻辑:若用电器可独立工作、互不影响,必须采用并联方式;若需同步启停、相互制约,则采用串联。
其次是开关的核心控制规则:两个条件需同时满足才能启动用电器时,开关必须串联,比如电动公交车的双门开关、保密室的双钥匙电路;两个条件满足其一即可启动时,开关采用并联,比如安检门的温度与金属探测报警电路。特殊场景下,开关与用电器并联可实现“开关闭合时用电器短路停止工作,开关断开时用电器接入电路”的效果,这是中考高频易错点。
设计完成后必须完成三步校验:一是排查是否存在电源直接短路的致命错误;二是核对所有用电器的工作状态是否完全匹配题干要求;三是确认电表连接符合“电流表串联、电压表并联,正进负出”的基本规范。
这类题型常结合生活场景出题,比如楼道声光控灯、家庭家电控制等,只要牢牢抓住“先定用电器连接方式,再定开关位置,最后校验安全”的三步法,就能快速突破电路设计难点。
【例4】中国的高铁技术世界领先,给人们的出行带来了极大的便利。如图甲所示,旅客进站需要验证身份证(相当于闭合开关S1)的同时通过人脸识别(相当于闭合开关S2)才能开启闸机(用表示),请在图乙中设计符合需求的电路。
【答案】见下图。
【详解】根据题意可知,只有两个开关都闭合的情况下,闸机门自动打开,因此,开关S1和S2应串联,然后与电动机M和电源共同组成一个串联电路,据此作图。
【变式4-1】为了保证校园安全,严格控制区分外来车辆出入校园,我校装备了门禁系统,内部车辆可以被自动开关识别并启动横杆,外部车辆需要保安闭合手动开关启动横杆,下列模拟电路中,符合门禁系统要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】若自动开关为S1,手动开关为S2,电动机为M。由题意可知,内部车辆和外部车辆均可独立启动横杆,即S1和S2互不影响,均能独立控制电动机工作,故两开关应并联后与电动机串联。
A.S1与S2串联,需同时闭合电动机才工作,故A不符合题意;
B.闭合S1电动机工作,若闭合S2会将电动机短路,电动机停止工作,故B不符合题意;
C.S1与S2并联后与电动机串联,闭合任一开关,电路接通,电动机工作,故C符合题意;
D.闭合S2会直接造成电源短路,故D不符合题意。
故选C。
【变式4-2】小东乘坐公交车时发现:公交车后门左右两侧的扶手上,各安装了一个标有“STOP”的红色按键(如图),当乘客遇到紧急情况时,只要按下其中任意一个按键,公交车内的警示电铃就会响起。小东根据上述功能设计了四个简化模拟电路图,其中正确的是( )
【答案】A
【详解】只要按下任何一个按钮(闭合开关),电铃就会响起,说明这两个开关互不影响,即两个开关是并联的,由图知只有A符合要求。故A正确,BCD错误。故选A。
1.在如图所示的电路中,、两灯泡正常发光,电流表A的示数正常。下列判断正确的是( )
A.、两灯泡串联在电路中 B.电流表A测量灯泡的电流
C.电流表A测量灯泡的电流 D.电流表A测量灯和的总电流
【答案】C
【详解】A.由题意可知,两灯均发光,且电流表有示数,说明电流从电源正极流出经过开关S后分为两路,一路经过灯泡,另一路经过灯泡和电流表,最后在L1左接线柱汇合流回电源负极,两灯泡并联;由于电流表与灯泡串联在一条支路中,测量的是通过的电流。故C正确,ABD错误。
故选C。
2.下面四幅电路图中,电流表或电压表使用正确的是( )
A. B. C. D.
【答案】B
【详解】电流表应串联在电路中,电压表应并联在被测电路两端,且电流从电表“+”接线柱流入,从“-”接线柱流出。
A.图中两灯串联,电压表与其中一灯并联,但正负接线柱接反,故A错误;
B.图中两灯串联,电压表与其中一灯并联,电流表串联在电路中测量通过电路的电流,两表正负接线柱接线正确,故B正确;
C.图中两灯串联,电流表与其中一灯并联,电压表串联在电路中,故C错误;
D.图中两灯串联,电流表串联在电路中测量通过电路的电流,其正负接线柱接反,D错误。
故选B。
3.关于生活中的一些电路连接,下列判断不正确的是( )
A.工厂里的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.智能门锁通常设有“指纹”和“密码”两种解锁方式,只要验证任意一种即可开门,这说明控制指纹和密码的两个开关是串联的
【答案】D
【详解】A.开关要实现对用电器的控制,必须与所控制的用电器串联,故A正确;
B.节日小彩灯一个损坏,其余均不工作,符合串联特点,故B正确;
C.电视与电饭煲使用时互不影响,符合并联特点,故C正确;
D.两种解锁方式任意一种验证通过即可开门,说明两个开关应为并联,然后再与门锁串联,故D错误。
本题选错误的,故选D。
4.为了提高学生进出校门效率,校门口的闸机(如图所示)可实现自动识别。刷校园卡或者人脸识别成功时(相当于闭合开关S1或S2),电机M启动,闸门打开放行。下列电路设计符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【答案】D
【详解】A.S1闭合时电源两极被导线直接连通,造成电源短路,故A不符合题意;
B.S1、S2串联,根据串联电路特点,需两开关同时闭合电路才通,电机才工作,故B不符合题意;
C.S2单独闭合时,干路开关S1断开,电路不通;S1、S2同时闭合时,S2将电机短路,电机不工作,故C不符合题意;
D.S1、S2并联,并联电路互不影响,闭合S1或S2电路均接通,电机工作,故D符合题意。
故选D。
5. 如图,小华用裸铜导线的一端将两只相同的小灯泡的螺旋捆绑在一起,并让两个灯泡的尾部金属点与电池正极接触,再将裸铜导线的另一端与电池负极接触(导线与各处接触良好),那么,下列判断正确的是( )
A.两灯都亮且两灯串联 B.两灯都不亮,这样连接造成了短路
C.两灯都亮且两灯并联 D.上面的灯亮,下面的灯不亮
【答案】C
【详解】根据实物图可知,两个灯泡尾部的金属点与电源的正极相连,两个灯泡的螺旋套搭接在一起,电流从电源的正极出来,分成两条路径,分别经过两个灯泡后,电流汇合在一起回到电源的负极,所以两个灯泡并联接入电路中,两灯都亮,故ABD错误,C正确。
故选C。
6. 如图所示的电路中,甲、乙是连接在电路中的两只电学仪表。闭合开关S后,灯L1、L2均正常发光。则( )
A.甲是电流表,乙是电压表 B.甲、乙都是电流表
C.甲是电压表,乙是电流表 D.甲、乙都是电压表
【答案】A
【详解】灯L2正常发光,说明有电流通过且两端有电压。甲与L2串联,若甲为电压表(相当于开路),L2不亮,故甲应为电流表;乙与L2及甲串联支路并联,若乙为电流表(相当于导线),L2被短路不亮,故乙应为电压表。
故选A。
7.在如图所示的电路中,下列说法正确的是( )
A.当只闭合开关S2时,L1、L2并联
B.当只闭合开关S1、S3时,L1、L2串联
C.当只闭合开关S1、S2时,L1发光、L2不发光
D.当只闭合开关S2、S3时,灯L1、L2都发光
【答案】C
【详解】A.只闭合S2时,电流路径为电源正极→L1→S2→L2→电源负极,L1、L2串联,故A错误;
B.只闭合S1、S3时,电流分两路,一路经L1、S1回负极,另一路经S3、L2回负极,L1、L2并联,故B错误;
C.只闭合S1、S2时,L2被短路不发光,电路为L1的简单电路,L1发光,故C正确;
D.只闭合S2、S3时,L1被短路不发光,电路为L2的简单电路,L2发光,故D错误。
故选C。
8.如图所示,电源电压不变,闭合开关S,电压表的示数为3.6V,电压表的示数为6V,下列说法中不正确的是( )
A.电源电压为6V
B.两端电压为3.6V
C.将电压表V1换成电流表,则L2与L1并联
D.将电压表V2换成电流表,则电源短路
【答案】C
【详解】AB.分析原电路可知,L1和L2串联,电压表V1并联在L1两端,测L1的电压,因此L1两端电压为3.6V;电压表V2并联在电源两端,测电源总电压,因此电源电压为6V,故AB正确;
C.若把V1换成电流表,会直接把L1短路,只有L2接入电路,故C不正确;
D.若把V2换成电流表,电流会不经过任何用电器,造成电源短路,故D正确。
本题选择不正确的,故选C。
9.(多选题)关于如图电路的判断,正确的是( )
A.只闭合开关S1时,灯泡L1、L3串联
B.只闭合开关S2时,灯泡L2、L3并联
C.只闭合开关S2、S3时,电路中只有L2的简单电路
D.闭合所有开关时,灯泡L1、L2并联,L3被短路
【答案】ACD
【详解】A.只闭合开关S1时,S2、S3断开,电流从电源正极流出,依次经过L3、S1、L1回到负极,L1与L3串联,故A正确;
B.只闭合开关S2时,S1、S3断开,电流从电源正极流出,依次经过L3、S2、L2回到负极,L2与L3串联而不是并联,故B错误;
C.只闭合开关S2、S3时,S1断开,L1所在支路断路;S2、S3闭合后,L3短路,电路中只有L2工作,故C正确;
D.闭合所有开关时,L1、L2两端分别接在电源正、负极上,二者并联;L3短路,故D正确。
故选ACD。
10.在串联电路中,开关的作用与所处位置________(有关/无关),一个用电器由于断路而停止工作,其他的用电器________(能/不能)工作,在并联电路中,一条支路上的用电器因断路而停止工作,其他支路上的用电器_________(能/不能)工作。
【答案】 无关 不能 能
【详解】串联电路中电流只有一条路径,开关接在任何位置都能控制整个电路的通断,所以开关的作用与所处位置无关;串联电路中各用电器相互影响,一个用电器因断路停止工作时,整个电路断路,其他用电器不能工作;并联电路各支路可以独立工作,一条支路上的用电器因断路停止工作时,其他支路上的用电器仍能工作。
11. 有一种“充电宝”有两个输出端,能够同时给两部手机充电(如图所示),这两个输出端的连接方式是_________(选填“串联”或“并联”)。给手机充电时,手机相当于简单电路中的_______;在充电过程中,将电能转化为________能。
【答案】 并联 用电器 化学
【详解】两个输出端工作时互不影响,连接方式为并联。
给手机充电时手机消耗电能,故相当于简单电路中的用电器。
充电过程中,消耗电能,获得化学能储存起来。
12.如图所示,是一幅简化的玩具警车的电路图。图中电动机和小灯泡______(选填“串联”或“并联”)在电路中。若小灯泡所在支路发生断路,则玩具警车_____(选填“能”或“不能”)行驶。
【答案】 并联 能
【详解】由图可知,电流从电源正极出发,分成两条支路,一条支路是开关和灯泡,另一条支路是电动机和另一个开关,汇合后流回到电源负极,所以小灯泡和电动机并联在电路中。
根据“并联电路各支路互不干扰”可知,小灯泡所在支路断路,并不影响电动机所在支路工作情况,所以玩具车可以行驶。
13.如图甲所示是节日装饰用的小彩灯,可以烘托节日的气氛,其缺点是如果有一个小灯泡烧毁了,会导致电路________,将使整串小灯泡全部熄灭,这是因为串联电路中各用电器________。为了克服该缺点,小芳同学对电路进行了改进,如图乙所示,方法是先将小灯泡两个两个________后,再把它们串联起来,这样即使有一个小灯泡烧毁,也不会影响整串电路。
【答案】 断路 相互影响 并联
【详解】图甲中各小彩灯串联,一个灯泡烧毁会使电路断路;串联电路中各用电器相互影响,因此整串小彩灯全部熄灭。
图乙中先将小灯泡两个两个并联,再把各并联组串联;并联支路互不影响,一只灯泡烧毁后,同组另一只灯泡仍能形成通路,其他各组也能继续发光。
14. 在某教室里,一个开关同时控制着三盏照明灯,这三盏灯是_________(选填“串联”或“并联”)的,你的判断依据是_______________________________。
【答案】 并联 任意一盏灯熄灭,其它灯正常发光
【详解】由串并联电路的工作特点可知,串联电路各用电器工作时互相影响,并联电路各支路用电器工作时互不影响。因教室内的照明灯实际使用时,任意一盏灯断路损坏都不会影响其余灯的正常工作,故三盏灯为并联。
15.如图所示是小壮同学连接的实物电路,在该实物电路中,开关S1位于________(填“干路”或“支路”)上,小灯泡L1与小灯泡L2________联;开关S1、S2均闭合后,若小灯泡突然因为灯丝烧断而熄灭,则小灯泡L1________(填“能”或“不能”)继续发光。
【答案】 干路 并 能
【详解】由图可知,小灯泡L1与小灯泡L2并联,开关S1位于干路上,控制小灯泡L1与小灯泡L2,开关S2控制小灯泡L2。并联电路各支路互不影响,开关S1、S2均闭合后,若小灯泡L2突然因为灯丝烧断而熄灭,则小灯泡L1不受影响,能继续发光。
16. 根据实物电路在方框内画出对应的电路图。
【答案】见下图。
【详解】该电路为并联电路:电流从电源正极出发,经过开关S后分为两条支路,一条支路仅经过灯泡L1,另一条支路依次经过灯泡L2、电流表,两条支路的电流最终汇合回到电源负极。
17.如图所示的部分实验电路图,请用笔画线代替导线将电路连接完整。要求:两灯泡串联、电压表测灯L2两端的电压,导线不能交叉。
【答案】见右图。
【详解】两灯串联,则两灯依次连接在电路中;电压表测L2两端电压,所以电压表并联在L2两端;电源由2节干电池组成,则电源电压为3V,故电压表选择的测量范围是0~3V。
18.如图中,有一根导线接错而使小灯泡L1被短接,请把这根导线找出来,在上面打一个“×”,表示这根导线不要;再把正确接法的导线画出来,使电路接线正确。
【答案】见右图。
【详解】闭合开关,电流将从正极经开关、灯L2,直接经导线回到负极,灯L1将被短路;将灯L1右侧的导线接到灯L2的右侧接线柱即可,据此连接电路如图所示。
19. 火车在两节车厢之间有两间厕所,只有当两间厕所的门都关上时(每扇门相当于一个开关),车厢中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,提醒旅客两间厕所内都有人。请你把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图。(在方框的原图中作图)
【答案】见下图。
【详解】只有当两间厕所的门都关上时(每扇门相当于一个开关),车厢中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,说明是两个开关串联,同时控制一个灯泡,从电源的正极依次串联S2、S1以及灯泡即可。
20. 如图所示电路,请你把两个元件(电源和开关)的电路元件符号分别填入方框中组成一个并联电路。
【答案】见右图。
【详解】若把电源放在右上方方框,开关放在左下方框内,会导致左下方方框的开关闭合后灯泡 L1 被短路,无法实现两灯并联,因此该填法错误。
若下方方框放电源(正极在上,负极在下),右上方方框放开关:电源的正极分别引出两条独立路径,一条路径经过灯泡L1、左侧开关回到电源负极;另一条路径经过右上方开关、灯泡L2回到电源负极,此时L1和L2为并联关系,符合要求。
21.请用笔画线表示导线把图中的实物连接起来,并画出电路图。要求:两个小灯泡并联,开关同时控制两个小灯泡,电流表测量通过小灯泡的电流,导线不能交叉。
【答案】见下图。
【详解】L1和L2两个灯泡并联,两个灯泡所在的支路两端都直接连到电源的两极,两条支路独立工作;
开关同时控制两灯,说明开关接在干路,即电流从电源正极流出后首先经过开关,再分流到两个灯泡;
电流表测L2的电流,要求电流表必须和L2串联在同一条支路,不能接入L1的支路,同时遵守电流表“正进负出”的接线规则,因电路中电流大小未知,遵循试触法原则,电流表接0~3A的量程。
综上,开关右侧分两条支路,第一条支路串联灯泡L1最终接回电源负极;第二条支路串联灯泡L2和电流表最终接回电源负极。
电路图画法:从电源正极出发,先画出位于干路的总开关,开关后分出两条独立支路:一条支路只有小灯泡L1,另一条支路是小灯泡L2和电流表串联,两条支路汇合后回到电源负极。
22. 如图所示,用2节干电池,1个开关,2个小灯泡(带灯座),导线若干连接好电路,闭合开关后让两个灯泡都亮起来。图一叫串联电路,图二叫并联电路。
(1)在图一(串联)2个灯泡同时亮的基础上,取下一个灯泡,另一个灯泡_____;图二(并联)2个灯泡同时亮的基础上,取下一个灯泡,另一个灯泡______。(以上两空均选填“还亮”或“不亮”)
(2)在图一(串联)2个灯泡同时亮的基础上,拿一条导线的两端接在其中一个灯泡的两端的接线柱上,这个灯泡________,另一个灯泡________;在图二(并联)2个灯泡同时亮的基础上,拿一条导线的两端接在其中一个灯泡的两端的接线柱上,这个灯泡________,另一个灯泡________。(以上四空均选填“还亮”或“不亮”)
(3)从操作安全的角度出发,每次连接电路前,开关都应该________。(选填“闭合”或“断开”)
【答案】(1)不亮;还亮;(2)不亮;还亮;不亮;不亮;(3)断开
【详解】(1)串联电路中电流只有一条路径,各用电器相互影响,取下一个灯泡会导致电路断路,无电流通过,所以另一个灯泡不亮;并联电路中各支路互不影响,取下一个灯泡后另一条支路仍为通路,有电流通过,所以另一个灯泡还亮。
(2)在串联电路中,用导线接在一个灯泡两端会将其短路,电流不再经过该灯泡,所以这个灯泡不亮;但电路仍为通路,另一个灯泡有电流通过,所以还亮;在并联电路中,用导线接在一个灯泡两端会造成电源短路,电流不经过任何一个灯泡,所以两个灯泡都不亮。
(3)连接电路时,为防止接线错误导致短路损坏元件,从安全角度出发,开关应处于断开状态。
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