期中物理复习讲义 专题08 电路设计 2026-2027学年苏科版物理九年级上册

2026—2027学年九年级上学期物理期中复习讲义（苏科版2024·江苏专用） 专题八 电路设计 2026—2027学年度第一学期 · 期中复习 专题八　电路设计 九年级物理（苏科版2024）· 江苏专用　|　精讲精练 · 解析版 40 分钟 建议用时 26 题 题量设置 ★★★★☆ 难度系数 解析版 讲义版本 01　内容概览 01　开关“与/或”逻辑 · 考点一　串联与并联的判定 · 同时满足→串联、满足其一→并联 02　顺序启动与分级控制 · 考点二　干路开关＋支路开关 · 指示灯、电动机的分级控制 03　短路控制与故障 · 考点三　开关与用电器并联 · 断路、短路与电路故障分析 04　综合练习 · 10 道江苏期中真题（选择/作图） · 限时闯关 · 查漏补缺 02　期中考情分析（江苏） 2～3 大题 题量分布 12～18 分 占分区间 电路设计与开关逻辑 核心考点 ★★★★★ 难度系数 “电路设计”是苏科版九年级上册第十三章“电路初探”的综合应用，也是江苏九年级上学期期中考试电学板块的“压轴高频点”。南京、苏州、南通、无锡、扬州等地的期中卷在选择题和作图题中，常以火车站“验检合一”、共享电动车扫码戴盔、校园人脸识别闸机、智能门锁、感应垃圾桶、自动售货机、安全带指示灯、5G 螺丝报警器、塔式吊车、病房呼叫电路、楼道声光控灯等真实情境为背景，要求学生由开关“控制谁、与谁配合”判断串、并联，进而分析短路、故障并完成电路设计，突出“会读题—会判路—会设计”的电学核心能力。下表汇总常见命题角度： 命题角度 命题频次 分值占比 考查重点 开关“与/或”逻辑 ★★★★★ 约 25% 两条件同时满足才工作→两开关串联；满足任一条件就工作→两开关并联（验检、闸机、解锁） 顺序启动与分级控制 ★★★★☆ 约 20% 总开关在干路、支路开关控支路；S1闭合灯亮、S2闭合电动机才转（智能锁、垃圾桶） 短路控制 ★★★★★ 约 20% 开关与指示灯并联：闭合时灯反被短路而熄灭，常串联保护电阻（安全带、警报器） 多开关多支路设计 ★★★★★ 约 20% 售货机扫码/投币并联控电动机、光控控灯；病房呼叫电铃在干路、各床灯并联 电路故障分析 ★★★★☆ 约 15% 接触不良、导线断→断路无电流；用电器被并联导线短接→该部分不工作 考试范围 本次期中复习覆盖简单机械和功、机械能和内能、电路初探、欧姆定律等期中前核心内容，各校可依据教学进度选用相应专题；具体统考范围以本校期中考试说明为准。 本专题对应九年级上册第十三章“电路初探”中电路设计的综合应用，是在认识串、并联和开关作用基础上的提升，江苏期中几乎每套卷都以生活科技情境命制 1～2 道选择或作图题。请以本校考试说明为准。 命题特点 ■ 情境取材生活：火车站验检、共享电动车、人脸识别闸机、智能锁、售货机、安全带、病房呼叫，都要先把“控制要求”翻译成电路连接。 ■ 关键词定连接：“同时满足、缺一不可”→开关串联；“满足其一、任一即可”→开关并联；“互不影响”→用电器并联。 ■ 特殊接法考短路：开关闭合灯反而灭，是开关与灯并联、闭合时把灯短路，往往还要串联保护电阻避免电源短路。 ■ 设计要规范作图：先确定用电器并/串，再确定各开关在干路还是支路，最后用规范元件符号、横平竖直的导线画成电路图。 备考建议 · 先判用电器关系：互相影响、不能独立工作用串联；互不影响、能独立工作用并联，首选电流流向法； · 抓住开关逻辑：两条件同时满足才工作→开关串联，满足其一就工作→开关并联；干路开关控全部、支路开关控支路； · 认准短路接法：开关与灯并联、闭合时灯反灭，要在电路中串联保护电阻，防止电源两极被直接连通； · 会分析顺序启动：“S1闭合灯亮、再闭 S2电动机才转”说明 S1在干路、S2与电动机串联在同一支路，灯与电动机并联； · 规范完成设计：按“定用电器连接→定开关位置→画电路图”三步，元件符号规范、导线横平竖直不交叉，并核对是否满足全部控制要求。 03　期中复习目标 序号 复习目标 要求层级 对应考点 自评达成 1 理解串联、并联电路的特点，会用电流流向法、节点法、拆除法判断用电器的连接方式 理解 考点一 □ 2 能由开关控制要求判断“与/或”逻辑：两条件同时满足才工作→串联，满足任一条件就工作→并联 应用 考点一 □ 3 会分析干路开关＋支路开关的顺序启动电路，理解指示灯与电动机的分级控制（S1控灯、S2控电动机） 应用 考点二 □ 4 理解开关与用电器并联的短路控制（闭合时用电器反被短路），能结合保护电阻分析断路、短路故障 应用 考点三 □ 5 能根据生活情境设计多开关、多支路电路，规范画出电路图、连接实物，并核对控制要求 应用 考点四 □ 6 综合串并联判断、开关逻辑、短路与故障分析，解决售货机、呼叫电路、声光控灯等实际问题 应用 考点四 □ 04　知识体系（思维导图） 本专题围绕“串、并联判断—开关‘与/或’逻辑—顺序启动与分级控制—短路控制与故障—生活综合设计”五条主线展开：先看用电器是否互相影响确定连接方式，再由开关的控制要求判断“与/或”逻辑和干路、支路位置，进而认识开关与用电器并联的短路控制，最后综合运用这些规律完成生活电路的设计与故障分析。复习时形成“会判路—会读开关—会设计”的完整知识网络。 “电路设计”知识体系思维导图 考向一　开关的“与/或”逻辑 考点一 　开关的“与/或”逻辑——串联与并联的判定 知识梳理 1．电路设计的总思路 进行电路设计，首先要看清各个用电器之间“是否互相影响”：要求各用电器互相影响、不能独立工作（一个不工作另一个也不工作）→串联；要求各用电器互不影响、能独立工作（如电灯与风扇、指示灯与电动机）→并联，再给各支路配上各自的开关。 2．开关与用电器的基本连接 （1）开关与被它控制的用电器串联，开关闭合、被控制的用电器通电工作； （2）干路开关控制整个电路（全部用电器），支路开关只控制它所在支路的用电器。 3．两个开关控制同一用电器——“与”“或”逻辑 （1）“与”逻辑：两个开关同时闭合、用电器才工作（缺一不可），应把这两个开关串联，再与用电器串联，如图 1； （2）“或”逻辑：两个开关中任意一个闭合、用电器就工作（满足其一），应把这两个开关并联，再与用电器串联，如图 2。 （3）抓住关键词：“同时、都要、缺一不可、再……才”对应串联；“任意、只要、或者、任一”对应并联。 表1　两个开关的连接方式与“与/或”逻辑 控制要求 开关连接方式 典型实例 两条件同时满足才工作（“与”） 两开关串联后再与用电器串联 楼道灯光控＋声控、火车站“验检合一”、高压锅双保险 满足任一条件就工作（“或”） 两开关并联后再与用电器串联 闸机刷卡或刷脸、售水机扫码或投币、多方式开锁 一个总开关＋支路独立开关 总开关在干路，各支路各设开关 抽油烟机风机与灯、吊扇灯风扇与灯 指示灯与电动机分级启动 S1 在干路控灯，S2 在电动机支路 无人机、豆浆机、智能锁两级识别 重难诠释 判断用电器连接首选“电流流向法”：从电源正极出发，只有一条路径是串联，中途出现分流、合流就是并联；互不影响、能独立工作的用电器一定是并联。 “两个开关”的逻辑别记反：都闭合（缺一不可）才工作→两开关串联；任一个闭合就工作→两开关并联。开关本身仍是“控制者”，与用电器并联是考点三的短路控制，不可混淆。 生活语言翻译成电路：先找“同时/任意”定开关的串并，再找“谁控制谁”定开关位置，最后核对用电器能否独立工作。 图1　“与”逻辑：两开关 S1、S2 与灯 L 串联，只有两个开关同时闭合，灯才亮 图2　“或”逻辑：灯 L 在干路，两开关 S1、S2 并联，任意一个闭合灯都亮 例题 为了提高旅客的乘车通行效率，无锡火车站实施“验检合一”，乘客通过检票处“一道闸”，当身份信息和人脸信息都符合时（相当于闭合开关），电动机转动，打开闸门直达站台，下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：根据题意可知，只有两个开关都闭合的情况下，电动机才工作，这说明两个开关相互影响，是串联的关系，然后与电动机串联，故A正确。 故选：A。 易错点 　“与/或”串并联别记反：两个开关同时闭合才工作（缺一不可）是串联，任意一个闭合就工作（满足其一）是并联；判断前先把题目里的“同时、都要、任意、只要”圈出来。 变式 1 某共享电动单车为了安全，对其控制电路提出了设计要求：骑行者必须先扫码，即闭合开关S1，然后戴上头盔，即闭合开关S2，此时才可正常骑行。下列符合这一设计要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由题意可知两开关必须同时闭合时，电路才能工作，即两开关不能独立控制电动机，所以两开关是串联的，再与电动机串联，故C符合题意。 故选：C。 变式 2 为了提高学生进出校门效率，梅岭中学校门口的闸机（如图所示）可实现自动识别。刷校园卡（相当于闭合开关S1）或者人脸识成功时（相当于闭合开关S2），电机M均可启动，闸门打开放行。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：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，这说明开关S1、S2互不影响，所以两个开关并联，然后与电动机串联，故A符合题意。 故选：A。 变式 3 人脸识别闸机已被广泛应用在景点、展览馆等场所。刷卡、扫二维码、人脸识别三种方式都可以单独发出指令控制对应的开关从而开闸放行。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：由题意可知，刷卡、扫二维码、人脸识别三种方式都可以单独发出指令控制对应的开关从而开闸放行，即三个开关任意一个闭合时，电动机就能启动，说明三个开关互不影响，能独立工作，它们是并联的，再与电动机串联，故D符合要求，ABC不符合要求。 故选：D。 考向二　顺序启动与分级控制 考点二 　顺序启动与指示灯、电动机的分级控制 知识梳理 1．干路开关与支路开关 （1）干路开关控制整个电路：它断开，所有用电器都不工作； （2）支路开关只控制本支路：它断开只影响该支路用电器，其他支路照常工作。 2．顺序启动（分级控制）的典型结构 智能锁、无人机、独轮车等常要求“先待机、再动作”：S1 闭合时灯 L 先亮（准备/指示），再闭合 S2 电动机 M 才启动。 由此判断：S1 在干路（控制整个电路，灯亮是后续工作的前提）；S2 与电动机 M 串联在同一支路（只控制电动机）；灯 L 与电动机 M 并联，互不影响。 3．生活中的典型电路 （1）吊扇灯（图 3）：风扇电动机与照明灯并联，各由一个开关控制，可单独使用、也可同时使用； （2）电冰箱：照明灯由门控开关控制、压缩机由温控开关控制，两者并联，开门灯亮不影响压缩机； （3）电吹风：电动机与电热丝并联，只闭合风机开关吹冷风，再接通电热丝才吹热风； （4）抽油烟机：S1 闭合风机工作、再闭 S2 灯亮，风机与灯并联、S2 只在灯的支路。 重难诠释 “S1 闭合灯亮、再闭 S2 电动机才转”说明：S1 是干路总开关（前提条件），S2 与电动机串联在同一支路；灯与电动机并联，所以灯亮后并不影响电动机是否启动。 “只做第一步无法工作、再做第二步才动作”往往是干路开关＋支路开关的分级控制；若第一步不做、第二步也无反应，说明第一步的开关在干路、控制着全部。 电动机、电热丝、指示灯等需要独立工作的部件一律并联，各自支路配开关；只有需要“联动、缺一不可”的元件才串联。 图3　吊扇灯：风扇电动机与照明灯并联，各由一个开关控制，互不影响、可独立工作 例题 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。 易错点 　分级控制看干路、支路：“S1 闭合灯亮、再闭 S2 电动机才转”中 S1 在干路、S2 只在电动机支路，灯与电动机并联；不能把两个开关简单地都画成串联。 变式 1 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。 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 为解决骑共享电动车不带头盔的安全隐患，某科创小组设计了如下方案：扫码成功后开关S1闭合，指示灯亮；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控开关S2闭合，电动机通电；若只带头盔不扫码，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】B 【解答】解：“扫码成功后开关S1闭合，指示灯亮”：说明S1闭合后，指示灯L所在的电路是通路。“从车头取出头盔并戴上后，开关S2闭合，电动机通电”：说明开关S2控制电动机M，且S2闭合后电动机M才能工作。“若只带头盔不扫码，则无法骑行”：说明只闭合S2（戴头盔）而S1未闭合（不扫码）时，电动机M不能工作。这表明S1必须是干路开关，控制整个电路。综合以上分析，指示灯L和电动机M应是并联的，这样它们可以独立工作。开关S1在干路上，作为总开关。开关S2在电动机M所在的支路上，专门控制电动机，故B符合题意。 故选：B。 考向三　短路控制与电路故障 考点三 　短路控制与电路故障分析 知识梳理 1．开关与用电器并联——特殊的“短路控制” （1）一般情况下开关与被控用电器串联；但有一种特殊设计是把开关与用电器（如指示灯）并联： 开关断开时，电流只能经过用电器，灯亮；开关闭合时，导线（开关）把灯的两端直接连通，灯被短路，电流改走开关，灯反而熄灭。 （2）典型应用：汽车安全带指示灯——未系安全带时开关断开，灯亮报警；系好安全带后开关闭合，灯被短路而熄灭。防盗报警器、压力报警等也用此设计。 2．保护电阻不可少 当开关与灯并联时，必须在电路中再串联一个保护电阻（如图 1 中的 L2）。否则开关闭合后，电流不经过任何用电器直接从电源正极回到负极，造成电源短路，电流极大、烧坏电源。 3．电路故障分析 （1）断路（开路）：导线断开、接头接触不良、用电器烧坏，都会使该处无电流，与之串联的用电器都不工作； （2）用电器短路（局部短路）：某用电器被导线或闭合的开关直接连在两端，该用电器被短路而不工作，其余用电器可能仍工作； （3）电源短路：导线不经过任何用电器直接连通电源两极，电流过大，会烧坏电源甚至引发火灾，绝对不允许。 表2　断路、用电器短路与电源短路的区别 故障类型 形成原因 电流/现象 是否允许 断路 某处断开、接触不良 无电流，用电器不工作 属于故障 用电器短路 导线或开关直连某用电器两端 该用电器被短接不工作，其余可能工作 设计中可用于“反控” 电源短路 导线直连电源两极 电流极大，烧坏电源 绝对不允许 重难诠释 “开关闭合、灯反而灭”一定是开关与灯并联、闭合时把灯短路了；画图时把开关画在灯的两端，并在电路中串联保护电阻，防止开关闭合后电源短路。 短路控制的关键是“有一条支路几乎没有电阻”：电流优先走导线/开关，与之并联的用电器被短路、不再工作，但电路中必须留有保护电阻。 故障分析先看“有没有电流”：完全无电流、用电器都不工作多为断路；某一用电器不工作、其他照常，多为该用电器被短路；电流过大则是电源短路。 图4　短路控制：开关 S1 与灯 L1 并联，L2 为保护电阻；S1 闭合时 L1 被短路、只有 L2 亮，断开时 L1、L2 都亮 例题 汽车行驶时驾驶员和乘客必须系好安全带，当驾驶员系好安全带时，相当于闭合开关，仪表盘上的指示灯不亮；未系安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：根据题意可知，当系好安全带时，相当于闭合开关，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。表明开关与灯泡是并联的，闭合时灯泡短路，所以不亮，为防止此时电源短路，电路中应串联一个保护电阻R，根据四个选项可知，C正确。 故选：C。 易错点 　“开关闭合灯反灭”是短路控制：开关与灯并联、闭合时把灯短路，电路中一定要串联保护电阻，否则开关闭合就是电源短路；断路是无电流、用电器短路是该用电器不工作，二者要分清。 变式 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 2 如图所示，为塔式吊车玩具。闭合开关，吊臂中的电动机工作，拉动细线吊起物体A，同时塔顶的灯L发光。某次闭合开关时，电动机不工作，灯L也不发光。排查故障时发现，导线与电动机的连接处接触不良。电动机和灯L的连接方式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：闭合开关，吊臂中的电动机工作，同时塔顶的灯发光，说明开关控制整个电路；某次闭合开关时，电动机不工作，灯也不发光，排查故障时发现，导线与电动机的连接处接触不良，说明电动机断开影响了灯的工作，由此可以确定，电动机与灯是串联的。 故选：A。 变式 3 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。 考向四　多开关综合与电路设计 考点四 　多开关多支路综合与电路设计作图 知识梳理 1．电路设计的三个步骤 （1）定用电器连接：先看用电器是否互相影响，互不影响、能独立工作→并联；必须联动、同时工作→串联； （2）定开关位置：开关与被控用电器串联；“同时满足”的开关串联、“满足其一”的开关并联；控制全部的在干路、控制单个的在支路； （3）画规范电路图：用规定的元件符号，从电源正极出发依次画出，导线横平竖直、不交叉、不遗漏，最后逐条核对控制要求。 2．三类典型综合设计 （1）自动售货机：扫码 S1 与投币 S2 并联（任一完成）控制电动机 M；光控开关 S3 单独控制照明灯 L；M 与 L 并联、各成支路； （2）病房呼叫：电铃在干路（任何一床呼叫都响），各床指示灯并联，每个床头开关与对应指示灯串联在各自支路，呼叫时铃响、对应灯亮； （3）楼道声光控灯：光控开关与声控开关串联后再与灯串联，只有天黑且有声音（两条件同时满足）灯才亮。 3．作图规范 （1）元件符号规范：电源长短线、开关、灯泡、电动机（M）、电铃等用标准符号； （2）导线用直尺画成横平竖直的直线，转弯处为直角，不能交叉、不能“悬空”； （3）电路图与实物图一一对应，画完后回到题目，逐一验证“谁控制谁、同时还是任一、能否独立工作”是否全部满足。 表3　典型生活电路的设计要点 情境 用电器连接 开关设计 自动售货机 电动机 M 与灯 L 并联 扫码/投币 S1、S2 并联控 M；光控 S3 控灯 病房呼叫 电铃在干路，各床指示灯并联 各床头开关与对应灯串联，在各自支路 楼道声光控灯 只有一盏灯 光控、声控开关串联（同时满足） 共享单车头盔 指示灯 L 与电动机 M 并联 S1 在干路（扫码），S2 与 M 串联（戴盔） 重难诠释 多开关多支路题先“拆支路”：把每一个需要独立工作的用电器单独画成一条支路，再把控制它的开关放到该支路；所有支路都要用到的元件（如电铃、干路开关）放在干路。 “任一方式都能开门”是各开关并联（或的关系）；“两次都通过才放行”是两开关串联（与的关系），且第二次控制的部件常并联在第一次之外。 设计完成后务必回到文字要求逐条核对：开关断开/闭合时哪些用电器工作、是否会出现电源短路、是否符合“先……再……”的顺序，发现矛盾立即重画。 例题 如图所示，为方便购物者购买，生活中多处都设有自动售货机。可通过手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：由题意可知，通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合，都能启动电动机完成自动售货，说明开关S1和开关S2可以独立工作、互不影响，则开关S1和开关S2应并联，再与电动机串联； 由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明（即灯泡只由光控开关S3控制），因灯泡与电动机工作时互不影响，则两用电器应并联； 结合选项图可知，只有B图符合题意。 故选：B。 易错点 　设计作图后要验证：导线横平竖直、不交叉、元件符号规范；对照“同时满足/满足其一、谁控制谁、能否独立工作”逐一核对，多开关并联的“或”电路与多开关串联的“与”电路不要画反。 变式 1 地铁自助售票机支持手机支付（闭合S1）或现金支付（闭合S2）两种方式启动电动机完成自动售票。内置环境光传感器在外界光线变暗时（S3自动闭合，灯泡发光），屏幕亮度提升至100%确保操作界面可见，某同学设计了如下电路，其中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解答】解：由题意可知，通过手机扫码使开关S1闭合或现金支付使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货， 由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机； 由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，屏幕亮度提升至100%并启用抗眩光涂层确保操作界面可见，则屏幕与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制，综上结合选项图可知，只有D图符合题意。 故选：D。 变式 2 如图所示，现有一个电源、一个电铃、两个开关（S1对应1号床、S2对应2号床）、两只灯泡、若干导线。请设计一个病床呼叫电路，要求：任意一个病床的病人按下开关时，值班室的电铃都会响，且对应的指示灯（L1对应1号床、L2对应2号床）能单独发光。 【答案】见解答图。 【解答】解：由题意可知，两只灯泡互不影响，能独立工作，所以两灯并联，且开关S1控制L1，在L1的支路中；开关S2控制L2，在L2支路中；而电铃总是能工作，所以它串联在干路中，如图所示： 。 变式 3 为了外婆的安全与方便，小云妈妈网购了一款人体感应灯。这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应器接通）时，才会自动发光；光线强或人离开时灯不发光。请将电路图按照要求补充完整。 【答案】见解答图。 【解答】解：由题知，要求灯只有在光线暗、有人体靠近时才会自动发光，在人离开时自动关闭，说明光敏开关和人体感应器同时控制灯泡，即光敏开关和人体感应器、灯泡三者串联，如下所示： 05　综合练习（10 题） 本部分精选 10 道江苏期中真题，涵盖开关“与/或”逻辑、顺序启动与分级控制、短路控制与故障分析、多开关多支路综合设计，情境新颖、综合性较强，建议限时 18 分钟独立完成。 练习 1 某微波炉如工作正常，闭合开关S，指示灯L发光，微波加热器工作；断开开关S，指示灯L熄灭，微波加热器停止工作。小明用该微波炉加热食物时，发现指示灯L发光，但微波加热器未工作。图中的四个选项是小明等四位同学画的该微波炉的简化电路图，其中可能正确的选项是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：闭合开关S，指示灯L发光，微波加热器工作；断开开关S，指示灯L熄灭，微波加热器停止工作，说明可以同时工作，则开关控制所有的用电器，发现指示灯L发光，但微波加热器未工作，说明二者互不影响，是并联关系，则开关在干路中且两用电器并联，故B正确。 故选：B。 练习 2 某品牌智能手机点亮手机屏幕可简化为三个开关控制的电路，分别是S1（密码解锁）、S2（指纹解锁）、S3（人脸解锁），小灯泡L代替手机屏幕，三种方式中任意一种都能解锁手机，则电路图可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由题意可知，三种方式中任意一种都能解锁手机，即任意闭合一个开关均能使灯泡亮起，说明三个开关能独立工作，互不影响，故三个开关是并联的，再与灯泡串联，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选：C。 练习 3 如图所示，小区安装了自动门禁系统。若是小区内部车辆，则自动开关S1闭合，电动机启动，抬起横杆；若是外部车辆，需要工作人员手动闭合开关S2，电动机启动，抬起横杆。下列四个电路中正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：根据题意，若是小区内部车辆，由自动开关S1控制电动机启动横杆；若是外部车辆，需要工作人员按动按钮开关S2，控制电动机启动横杆，则两个开关单独都能打开大门，即两开关并联后再与电动机、保护电阻串联，只有B正确。 故选：B。 练习 4 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。 练习 5 如图是一个风暖型浴霸，只闭合“照明”开关S1时浴霸灯亮；只闭合“电机”开关S2时浴霸电动机工作，开始吹冷风，但是灯不亮，若此时再闭合“暖风”开关S3，浴霸的陶瓷加热片R1开始加热，冷风就变成暖风；如果只闭合“暖风”开关S3，浴霸不工作。请选出符合该浴霸工作情况的电路图（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：根据题意可知，只闭合“照明”开关S1时浴霸灯亮；只闭合“电机”开关S2时浴霸电动机工作，开始吹冷风，但是灯不亮，若此时再闭合“暖风”开关S3，浴霸的陶瓷加热片R1开始加热，冷风就变成暖风，这说明浴霸灯、电动机、电热丝是并联的，开关S1控制浴霸灯，开关S2能浴霸电动机，开关S3控制R1，开关S2控制R1和电动机，只闭合“暖风”开关S3，浴霸不工作，根据四个选项可知，C正确。 故选：C。 练习 6 小区安装的门禁系统可以控制内外车辆出入小区，内部车辆通过系统自动识别，开关S1闭合，门打开，外部车辆需要门卫人员按动按钮S2才能将门打开。其内部电路最接近如图中的（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】解：小区内部车辆门禁系统可以启动自动识别横杆，外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开，若将门禁系统看做一个自动开关，按钮看做一个手动开关，则两个开关能单独控制电动机，即两开关并联后再与电动机串联，只有A正确。 故选：A。 练习 7 吹风机是常用小家电。小明同学在使用时发现，如果只闭合加热开关，吹风机不发热，从而不会因为温度过高而烧坏；只闭合风扇开关，风扇吹风。下列四个电路设计（S1是热开关，S2是电风扇开关；M是电风扇）最符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：由题意可知，电吹风既能吹冷风又能吹热风，说明电热丝和电动机并联；S1是热开关，S2是电风扇开关；只闭合开关S2时，吹风机工作，电吹风吹出的是冷风；此时电热丝不工作，将开关S1、S2都闭合，吹风机和电热丝同时工作，电吹风吹出的是热风，S1控制电热丝，如果只闭合加热开关，吹风机不发热，从而不会因为温度过高而烧坏，故只闭合S1，发热丝不发热，说明开关S2在干路中，故B正确。 故选：B。 练习 8 家用电吹风由带扇叶的电动机和电热丝等组成。为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作。紧急情况时，S1自动断开，吹风机停止工作，如图所示电路中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】A、图中，电动机和电热丝并联连接，电路中只有一个总开关控制，开关闭合，电热丝和电动机同时工作，开关断开都不工作，所以电动机无法单独工作，故A不符合要求； B、图中，电热丝和电动机串联，而电动机不能够独立工作，故B不符合要求； C、电动机和电热丝并联连接，S1控制整个电路，S2控制电热丝；S1闭合，S2断开，只有电动机工作，电热丝不工作；S1闭合，S2闭合，电动机和电热丝同时工作；S1断开，电动机和电热丝都不工作，紧急情况时，S1自动断开，吹风机停止工作，故C符合要求； D、图中，电动机和电热丝并联连接，S1控制整个电路，S2控制电动机；两开关都闭合，电热丝和电动机同时工作；但S1闭合，S2断开，只有电热丝工作，而电动机不工作，故D不符合要求； 故选：C。 练习 9 随处可见的自动售货机大大方便了我们的购物生活，小明在学习电路设计后去自学了解了自动售货机的工作原理：可通过手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。于是他尝试设计了如下四个电路，其中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】解：由题意可知，通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合，都能启动电动机完成自动售货，说明开关S1和开关S2可以独立工作、互不影响，则开关S1和开关S2应并联，再与电动机串联； 由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明（即灯泡只由光控开关S3控制），因灯泡与电动机工作时互不影响，则两用电器应并联； 结合选项图可知，只有B图符合题意。 故选：B。 练习 10 小明为医院病房设计呼叫电路，患者闭合床头开关，值班室里电铃就会响，同时对应病房的灯就会亮，从而通知值班室里的护士，下列设计方案中最合理的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解答】解：由题意知，只要按下开关，电铃就会响起，说明电铃连接在干路上，患者按下开关，对应病房的灯亮起，说明一个开关控制一个灯，且各灯之间是并联的，故C图符合题意。 故选：C。 第 1 页　共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $2026—2027学年九年级上学期物理期中复习讲义（苏科版2024·江苏专用） 专题八 电路设计 2026—2027学年度第一学期 · 期中复习 专题八　电路设计 九年级物理（苏科版2024）· 江苏专用　|　精讲精练 · 原卷版 40 分钟 建议用时 26 题 题量设置 ★★★★☆ 难度系数 原卷版 讲义版本 01　内容概览 01　开关“与/或”逻辑 · 考点一　串联与并联的判定 · 同时满足→串联、满足其一→并联 02　顺序启动与分级控制 · 考点二　干路开关＋支路开关 · 指示灯、电动机的分级控制 03　短路控制与故障 · 考点三　开关与用电器并联 · 断路、短路与电路故障分析 04　综合练习 · 10 道江苏期中真题（选择/作图） · 限时闯关 · 查漏补缺 02　期中考情分析（江苏） 2～3 大题 题量分布 12～18 分 占分区间 电路设计与开关逻辑 核心考点 ★★★★★ 难度系数 “电路设计”是苏科版九年级上册第十三章“电路初探”的综合应用，也是江苏九年级上学期期中考试电学板块的“压轴高频点”。南京、苏州、南通、无锡、扬州等地的期中卷在选择题和作图题中，常以火车站“验检合一”、共享电动车扫码戴盔、校园人脸识别闸机、智能门锁、感应垃圾桶、自动售货机、安全带指示灯、5G 螺丝报警器、塔式吊车、病房呼叫电路、楼道声光控灯等真实情境为背景，要求学生由开关“控制谁、与谁配合”判断串、并联，进而分析短路、故障并完成电路设计，突出“会读题—会判路—会设计”的电学核心能力。下表汇总常见命题角度： 命题角度 命题频次 分值占比 考查重点 开关“与/或”逻辑 ★★★★★ 约 25% 两条件同时满足才工作→两开关串联；满足任一条件就工作→两开关并联（验检、闸机、解锁） 顺序启动与分级控制 ★★★★☆ 约 20% 总开关在干路、支路开关控支路；S1闭合灯亮、S2闭合电动机才转（智能锁、垃圾桶） 短路控制 ★★★★★ 约 20% 开关与指示灯并联：闭合时灯反被短路而熄灭，常串联保护电阻（安全带、警报器） 多开关多支路设计 ★★★★★ 约 20% 售货机扫码/投币并联控电动机、光控控灯；病房呼叫电铃在干路、各床灯并联 电路故障分析 ★★★★☆ 约 15% 接触不良、导线断→断路无电流；用电器被并联导线短接→该部分不工作 考试范围 本次期中复习覆盖简单机械和功、机械能和内能、电路初探、欧姆定律等期中前核心内容，各校可依据教学进度选用相应专题；具体统考范围以本校期中考试说明为准。 本专题对应九年级上册第十三章“电路初探”中电路设计的综合应用，是在认识串、并联和开关作用基础上的提升，江苏期中几乎每套卷都以生活科技情境命制 1～2 道选择或作图题。请以本校考试说明为准。 命题特点 ■ 情境取材生活：火车站验检、共享电动车、人脸识别闸机、智能锁、售货机、安全带、病房呼叫，都要先把“控制要求”翻译成电路连接。 ■ 关键词定连接：“同时满足、缺一不可”→开关串联；“满足其一、任一即可”→开关并联；“互不影响”→用电器并联。 ■ 特殊接法考短路：开关闭合灯反而灭，是开关与灯并联、闭合时把灯短路，往往还要串联保护电阻避免电源短路。 ■ 设计要规范作图：先确定用电器并/串，再确定各开关在干路还是支路，最后用规范元件符号、横平竖直的导线画成电路图。 备考建议 · 先判用电器关系：互相影响、不能独立工作用串联；互不影响、能独立工作用并联，首选电流流向法； · 抓住开关逻辑：两条件同时满足才工作→开关串联，满足其一就工作→开关并联；干路开关控全部、支路开关控支路； · 认准短路接法：开关与灯并联、闭合时灯反灭，要在电路中串联保护电阻，防止电源两极被直接连通； · 会分析顺序启动：“S1闭合灯亮、再闭 S2电动机才转”说明 S1在干路、S2与电动机串联在同一支路，灯与电动机并联； · 规范完成设计：按“定用电器连接→定开关位置→画电路图”三步，元件符号规范、导线横平竖直不交叉，并核对是否满足全部控制要求。 03　期中复习目标 序号 复习目标 要求层级 对应考点 自评达成 1 理解串联、并联电路的特点，会用电流流向法、节点法、拆除法判断用电器的连接方式 理解 考点一 □ 2 能由开关控制要求判断“与/或”逻辑：两条件同时满足才工作→串联，满足任一条件就工作→并联 应用 考点一 □ 3 会分析干路开关＋支路开关的顺序启动电路，理解指示灯与电动机的分级控制（S1控灯、S2控电动机） 应用 考点二 □ 4 理解开关与用电器并联的短路控制（闭合时用电器反被短路），能结合保护电阻分析断路、短路故障 应用 考点三 □ 5 能根据生活情境设计多开关、多支路电路，规范画出电路图、连接实物，并核对控制要求 应用 考点四 □ 6 综合串并联判断、开关逻辑、短路与故障分析，解决售货机、呼叫电路、声光控灯等实际问题 应用 考点四 □ 04　知识体系（思维导图） 本专题围绕“串、并联判断—开关‘与/或’逻辑—顺序启动与分级控制—短路控制与故障—生活综合设计”五条主线展开：先看用电器是否互相影响确定连接方式，再由开关的控制要求判断“与/或”逻辑和干路、支路位置，进而认识开关与用电器并联的短路控制，最后综合运用这些规律完成生活电路的设计与故障分析。复习时形成“会判路—会读开关—会设计”的完整知识网络。 “电路设计”知识体系思维导图 考向一　开关的“与/或”逻辑 考点一 　开关的“与/或”逻辑——串联与并联的判定 知识梳理 1．电路设计的总思路 进行电路设计，首先要看清各个用电器之间“是否互相影响”：要求各用电器互相影响、不能独立工作（一个不工作另一个也不工作）→串联；要求各用电器互不影响、能独立工作（如电灯与风扇、指示灯与电动机）→并联，再给各支路配上各自的开关。 2．开关与用电器的基本连接 （1）开关与被它控制的用电器串联，开关闭合、被控制的用电器通电工作； （2）干路开关控制整个电路（全部用电器），支路开关只控制它所在支路的用电器。 3．两个开关控制同一用电器——“与”“或”逻辑 （1）“与”逻辑：两个开关同时闭合、用电器才工作（缺一不可），应把这两个开关串联，再与用电器串联，如图 1； （2）“或”逻辑：两个开关中任意一个闭合、用电器就工作（满足其一），应把这两个开关并联，再与用电器串联，如图 2。 （3）抓住关键词：“同时、都要、缺一不可、再……才”对应串联；“任意、只要、或者、任一”对应并联。 表1　两个开关的连接方式与“与/或”逻辑 控制要求 开关连接方式 典型实例 两条件同时满足才工作（“与”） 两开关串联后再与用电器串联 楼道灯光控＋声控、火车站“验检合一”、高压锅双保险 满足任一条件就工作（“或”） 两开关并联后再与用电器串联 闸机刷卡或刷脸、售水机扫码或投币、多方式开锁 一个总开关＋支路独立开关 总开关在干路，各支路各设开关 抽油烟机风机与灯、吊扇灯风扇与灯 指示灯与电动机分级启动 S1 在干路控灯，S2 在电动机支路 无人机、豆浆机、智能锁两级识别 重难诠释 判断用电器连接首选“电流流向法”：从电源正极出发，只有一条路径是串联，中途出现分流、合流就是并联；互不影响、能独立工作的用电器一定是并联。 “两个开关”的逻辑别记反：都闭合（缺一不可）才工作→两开关串联；任一个闭合就工作→两开关并联。开关本身仍是“控制者”，与用电器并联是考点三的短路控制，不可混淆。 生活语言翻译成电路：先找“同时/任意”定开关的串并，再找“谁控制谁”定开关位置，最后核对用电器能否独立工作。 图1　“与”逻辑：两开关 S1、S2 与灯 L 串联，只有两个开关同时闭合，灯才亮 图2　“或”逻辑：灯 L 在干路，两开关 S1、S2 并联，任意一个闭合灯都亮 例题 为了提高旅客的乘车通行效率，无锡火车站实施“验检合一”，乘客通过检票处“一道闸”，当身份信息和人脸信息都符合时（相当于闭合开关），电动机转动，打开闸门直达站台，下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 易错点 　“与/或”串并联别记反：两个开关同时闭合才工作（缺一不可）是串联，任意一个闭合就工作（满足其一）是并联；判断前先把题目里的“同时、都要、任意、只要”圈出来。 变式 1 某共享电动单车为了安全，对其控制电路提出了设计要求：骑行者必须先扫码，即闭合开关S1，然后戴上头盔，即闭合开关S2，此时才可正常骑行。下列符合这一设计要求的电路图是（　　） A． B． C． D． 变式 2 为了提高学生进出校门效率，梅岭中学校门口的闸机（如图所示）可实现自动识别。刷校园卡（相当于闭合开关S1）或者人脸识成功时（相当于闭合开关S2），电机M均可启动，闸门打开放行。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 变式 3 人脸识别闸机已被广泛应用在景点、展览馆等场所。刷卡、扫二维码、人脸识别三种方式都可以单独发出指令控制对应的开关从而开闸放行。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 考向二　顺序启动与分级控制 考点二 　顺序启动与指示灯、电动机的分级控制 知识梳理 1．干路开关与支路开关 （1）干路开关控制整个电路：它断开，所有用电器都不工作； （2）支路开关只控制本支路：它断开只影响该支路用电器，其他支路照常工作。 2．顺序启动（分级控制）的典型结构 智能锁、无人机、独轮车等常要求“先待机、再动作”：S1 闭合时灯 L 先亮（准备/指示），再闭合 S2 电动机 M 才启动。 由此判断：S1 在干路（控制整个电路，灯亮是后续工作的前提）；S2 与电动机 M 串联在同一支路（只控制电动机）；灯 L 与电动机 M 并联，互不影响。 3．生活中的典型电路 （1）吊扇灯（图 3）：风扇电动机与照明灯并联，各由一个开关控制，可单独使用、也可同时使用； （2）电冰箱：照明灯由门控开关控制、压缩机由温控开关控制，两者并联，开门灯亮不影响压缩机； （3）电吹风：电动机与电热丝并联，只闭合风机开关吹冷风，再接通电热丝才吹热风； （4）抽油烟机：S1 闭合风机工作、再闭 S2 灯亮，风机与灯并联、S2 只在灯的支路。 重难诠释 “S1 闭合灯亮、再闭 S2 电动机才转”说明：S1 是干路总开关（前提条件），S2 与电动机串联在同一支路；灯与电动机并联，所以灯亮后并不影响电动机是否启动。 “只做第一步无法工作、再做第二步才动作”往往是干路开关＋支路开关的分级控制；若第一步不做、第二步也无反应，说明第一步的开关在干路、控制着全部。 电动机、电热丝、指示灯等需要独立工作的部件一律并联，各自支路配开关；只有需要“联动、缺一不可”的元件才串联。 图3　吊扇灯：风扇电动机与照明灯并联，各由一个开关控制，互不影响、可独立工作 例题 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． 易错点 　分级控制看干路、支路：“S1 闭合灯亮、再闭 S2 电动机才转”中 S1 在干路、S2 只在电动机支路，灯与电动机并联；不能把两个开关简单地都画成串联。 变式 1 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． 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 为解决骑共享电动车不带头盔的安全隐患，某科创小组设计了如下方案：扫码成功后开关S1闭合，指示灯亮；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控开关S2闭合，电动机通电；若只带头盔不扫码，则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　） A． B． C． D． 考向三　短路控制与电路故障 考点三 　短路控制与电路故障分析 知识梳理 1．开关与用电器并联——特殊的“短路控制” （1）一般情况下开关与被控用电器串联；但有一种特殊设计是把开关与用电器（如指示灯）并联： 开关断开时，电流只能经过用电器，灯亮；开关闭合时，导线（开关）把灯的两端直接连通，灯被短路，电流改走开关，灯反而熄灭。 （2）典型应用：汽车安全带指示灯——未系安全带时开关断开，灯亮报警；系好安全带后开关闭合，灯被短路而熄灭。防盗报警器、压力报警等也用此设计。 2．保护电阻不可少 当开关与灯并联时，必须在电路中再串联一个保护电阻（如图 1 中的 L2）。否则开关闭合后，电流不经过任何用电器直接从电源正极回到负极，造成电源短路，电流极大、烧坏电源。 3．电路故障分析 （1）断路（开路）：导线断开、接头接触不良、用电器烧坏，都会使该处无电流，与之串联的用电器都不工作； （2）用电器短路（局部短路）：某用电器被导线或闭合的开关直接连在两端，该用电器被短路而不工作，其余用电器可能仍工作； （3）电源短路：导线不经过任何用电器直接连通电源两极，电流过大，会烧坏电源甚至引发火灾，绝对不允许。 表2　断路、用电器短路与电源短路的区别 故障类型 形成原因 电流/现象 是否允许 断路 某处断开、接触不良 无电流，用电器不工作 属于故障 用电器短路 导线或开关直连某用电器两端 该用电器被短接不工作，其余可能工作 设计中可用于“反控” 电源短路 导线直连电源两极 电流极大，烧坏电源 绝对不允许 重难诠释 “开关闭合、灯反而灭”一定是开关与灯并联、闭合时把灯短路了；画图时把开关画在灯的两端，并在电路中串联保护电阻，防止开关闭合后电源短路。 短路控制的关键是“有一条支路几乎没有电阻”：电流优先走导线/开关，与之并联的用电器被短路、不再工作，但电路中必须留有保护电阻。 故障分析先看“有没有电流”：完全无电流、用电器都不工作多为断路；某一用电器不工作、其他照常，多为该用电器被短路；电流过大则是电源短路。 图4　短路控制：开关 S1 与灯 L1 并联，L2 为保护电阻；S1 闭合时 L1 被短路、只有 L2 亮，断开时 L1、L2 都亮 例题 汽车行驶时驾驶员和乘客必须系好安全带，当驾驶员系好安全带时，相当于闭合开关，仪表盘上的指示灯不亮；未系安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要求的电路是（　　） A． B． C． D． 易错点 　“开关闭合灯反灭”是短路控制：开关与灯并联、闭合时把灯短路，电路中一定要串联保护电阻，否则开关闭合就是电源短路；断路是无电流、用电器短路是该用电器不工作，二者要分清。 变式 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 2 如图所示，为塔式吊车玩具。闭合开关，吊臂中的电动机工作，拉动细线吊起物体A，同时塔顶的灯L发光。某次闭合开关时，电动机不工作，灯L也不发光。排查故障时发现，导线与电动机的连接处接触不良。电动机和灯L的连接方式正确的是（　　） A． B． C． D． 变式 3 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 考向四　多开关综合与电路设计 考点四 　多开关多支路综合与电路设计作图 知识梳理 1．电路设计的三个步骤 （1）定用电器连接：先看用电器是否互相影响，互不影响、能独立工作→并联；必须联动、同时工作→串联； （2）定开关位置：开关与被控用电器串联；“同时满足”的开关串联、“满足其一”的开关并联；控制全部的在干路、控制单个的在支路； （3）画规范电路图：用规定的元件符号，从电源正极出发依次画出，导线横平竖直、不交叉、不遗漏，最后逐条核对控制要求。 2．三类典型综合设计 （1）自动售货机：扫码 S1 与投币 S2 并联（任一完成）控制电动机 M；光控开关 S3 单独控制照明灯 L；M 与 L 并联、各成支路； （2）病房呼叫：电铃在干路（任何一床呼叫都响），各床指示灯并联，每个床头开关与对应指示灯串联在各自支路，呼叫时铃响、对应灯亮； （3）楼道声光控灯：光控开关与声控开关串联后再与灯串联，只有天黑且有声音（两条件同时满足）灯才亮。 3．作图规范 （1）元件符号规范：电源长短线、开关、灯泡、电动机（M）、电铃等用标准符号； （2）导线用直尺画成横平竖直的直线，转弯处为直角，不能交叉、不能“悬空”； （3）电路图与实物图一一对应，画完后回到题目，逐一验证“谁控制谁、同时还是任一、能否独立工作”是否全部满足。 表3　典型生活电路的设计要点 情境 用电器连接 开关设计 自动售货机 电动机 M 与灯 L 并联 扫码/投币 S1、S2 并联控 M；光控 S3 控灯 病房呼叫 电铃在干路，各床指示灯并联 各床头开关与对应灯串联，在各自支路 楼道声光控灯 只有一盏灯 光控、声控开关串联（同时满足） 共享单车头盔 指示灯 L 与电动机 M 并联 S1 在干路（扫码），S2 与 M 串联（戴盔） 重难诠释 多开关多支路题先“拆支路”：把每一个需要独立工作的用电器单独画成一条支路，再把控制它的开关放到该支路；所有支路都要用到的元件（如电铃、干路开关）放在干路。 “任一方式都能开门”是各开关并联（或的关系）；“两次都通过才放行”是两开关串联（与的关系），且第二次控制的部件常并联在第一次之外。 设计完成后务必回到文字要求逐条核对：开关断开/闭合时哪些用电器工作、是否会出现电源短路、是否符合“先……再……”的顺序，发现矛盾立即重画。 例题 如图所示，为方便购物者购买，生活中多处都设有自动售货机。可通过手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。下列电路设计符合要求的是（　　） A． B． C． D． 易错点 　设计作图后要验证：导线横平竖直、不交叉、元件符号规范；对照“同时满足/满足其一、谁控制谁、能否独立工作”逐一核对，多开关并联的“或”电路与多开关串联的“与”电路不要画反。 变式 1 地铁自助售票机支持手机支付（闭合S1）或现金支付（闭合S2）两种方式启动电动机完成自动售票。内置环境光传感器在外界光线变暗时（S3自动闭合，灯泡发光），屏幕亮度提升至100%确保操作界面可见，某同学设计了如下电路，其中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 变式 2 如图所示，现有一个电源、一个电铃、两个开关（S1对应1号床、S2对应2号床）、两只灯泡、若干导线。请设计一个病床呼叫电路，要求：任意一个病床的病人按下开关时，值班室的电铃都会响，且对应的指示灯（L1对应1号床、L2对应2号床）能单独发光。 变式 3 为了外婆的安全与方便，小云妈妈网购了一款人体感应灯。这种灯只有在光线暗（光敏开关闭合）且有人靠近（人体感应器接通）时，才会自动发光；光线强或人离开时灯不发光。请将电路图按照要求补充完整。 05　综合练习（10 题） 本部分精选 10 道江苏期中真题，涵盖开关“与/或”逻辑、顺序启动与分级控制、短路控制与故障分析、多开关多支路综合设计，情境新颖、综合性较强，建议限时 18 分钟独立完成。 练习 1 某微波炉如工作正常，闭合开关S，指示灯L发光，微波加热器工作；断开开关S，指示灯L熄灭，微波加热器停止工作。小明用该微波炉加热食物时，发现指示灯L发光，但微波加热器未工作。图中的四个选项是小明等四位同学画的该微波炉的简化电路图，其中可能正确的选项是（　　） A． B． C． D． 练习 2 某品牌智能手机点亮手机屏幕可简化为三个开关控制的电路，分别是S1（密码解锁）、S2（指纹解锁）、S3（人脸解锁），小灯泡L代替手机屏幕，三种方式中任意一种都能解锁手机，则电路图可能是（　　） A． B． C． D． 练习 3 如图所示，小区安装了自动门禁系统。若是小区内部车辆，则自动开关S1闭合，电动机启动，抬起横杆；若是外部车辆，需要工作人员手动闭合开关S2，电动机启动，抬起横杆。下列四个电路中正确的是（　　） A． B． C． D． 练习 4 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． 练习 5 如图是一个风暖型浴霸，只闭合“照明”开关S1时浴霸灯亮；只闭合“电机”开关S2时浴霸电动机工作，开始吹冷风，但是灯不亮，若此时再闭合“暖风”开关S3，浴霸的陶瓷加热片R1开始加热，冷风就变成暖风；如果只闭合“暖风”开关S3，浴霸不工作。请选出符合该浴霸工作情况的电路图（　　） A． B． C． D． 练习 6 小区安装的门禁系统可以控制内外车辆出入小区，内部车辆通过系统自动识别，开关S1闭合，门打开，外部车辆需要门卫人员按动按钮S2才能将门打开。其内部电路最接近如图中的（　　） A． B． C． D． 练习 7 吹风机是常用小家电。小明同学在使用时发现，如果只闭合加热开关，吹风机不发热，从而不会因为温度过高而烧坏；只闭合风扇开关，风扇吹风。下列四个电路设计（S1是热开关，S2是电风扇开关；M是电风扇）最符合要求的是（　　） A． B． C． D． 练习 8 家用电吹风由带扇叶的电动机和电热丝等组成。为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作。紧急情况时，S1自动断开，吹风机停止工作，如图所示电路中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 练习 9 随处可见的自动售货机大大方便了我们的购物生活，小明在学习电路设计后去自学了解了自动售货机的工作原理：可通过手机扫码（闭合S1）或投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。于是他尝试设计了如下四个电路，其中符合要求的是（　　） A． B． C． D． 练习 10 小明为医院病房设计呼叫电路，患者闭合床头开关，值班室里电铃就会响，同时对应病房的灯就会亮，从而通知值班室里的护士，下列设计方案中最合理的是（　　） A． B． C． D． 06　答题说明 本讲义原卷版含选择题和作图题，答案与解析见配套《解析版》。 请在各题的空白处直接作答：选择题看清关键词与开关控制要求，先判断用电器串、并联和开关位置；作图题要规范使用元件符号、导线横平竖直、不交叉，画完后核对“同时满足/满足其一”“谁控制谁”等控制要求是否全部实现。 第 1 页　共 1 页 学科网（北京）股份有限公司 $