人教版九年级物理第十五章专题复习与练习：专题3串、并联电路的设计

串、并联电路的设计一、 知识点回顾（1）串联电路定义：用电器首尾相连成一串后再接入电路中，我们说这些用电器是串联的如图所示，L1和L2组成串联电路（2）并联电路定义：用电器的两端分别连在一起，然后接到电路中的电路叫并联电路如下图所示，L1和L2组成并联电路（3）串联电路特点：电流只有一条路径，无干路、支路之分电流通过每一个用电器，各用电器的工作互相影响，一个用电器因开路停止工作，则所有用电器都不能工作开关与用电器是串联的，一个开关控制所有用电器（4）并联电路特点：电流有两条或两条以上的路径，有干路和支路之分如上图所示的电路，“+”“a”与“b”“-”部分是干路；支路有两条：一条是L1所在的电路，由S1控制，另一条是L2所在的电路，由S2控制 （a、b是各支路两端的连接点，叫结点）干路电流在“结点”处分成两条或多条支路电流，每一支路都与电源形成一条通路，各支路中的用电器的工作互不影响，当某一支路开路时，其他支路仍可为通路干路上的开关控制整个电路的用电器，支路上的开关只控制本支路上的用电器二、 例题讲解电路的设计是中考的热点，主要以选择题和作图题为主例1：小宁用四盏灯、两个开关，设计了教室的照明电路，要求每个开关都能独立控制两盏灯如图所示的电路图中，符合要求的是（）A B C D分析：每盏灯的额定电压均为220V，且灯全部正常发光说明四盏灯是并联的，若是串联，灯泡不能正常发光，据此判断选项即可得出答案解：由题意可知，教室的照明电路额定电压均为220V，则四盏灯全部正常发光，则它们之间的连接方式只能是并联；每个开关都能独立控制两盏灯，则开关在控制得两盏灯的干路上，A、四盏灯串联，故A错误；B、四盏灯并联，每个开关都能独立控制两盏灯，故B正确，符合题意；C、四盏灯并联，一个开关为总开关，控制四盏灯，故C错误；D、四盏灯并联，两个开关同时控制其中两个灯泡，另两个灯泡没有开关，故D错误故选：B点评：本题考查了家庭电路各用电器的连接，在做题时要抓住关键点“额定电压均为220V”、“全部正常发光”，且不要受“两个开关控制，每个开关控制两盏灯”的影响，这也是学生容易受影响的地方例2：火车在车厢后面有两间厕所，只有当两间厕所的门都关上时（每扇门的插销相当于一个开关），车厢中的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部都有人，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分析：根据串并联电路的特点进行分析，即两个开关串联，同时控制一个灯泡解：如图所示点评：会设计串联电路和并联电路，会用元件符合表示电路图三、 巩固练习1如图是某品牌榨汁机，为保障安全，该榨汁机设置了电源开关s和安全开关S1当杯体放在主机上时，S1自动闭合，此时再闭合S，电动机才能启动，开始榨汁。下列电路图符合上述要求的是（）ABCD2自动售票公交车后门两侧的扶手上各装有一个红色按钮（如图所示），想要下车的乘客只要按下其中任何一个按钮，装在车内的电铃就会响起，以提醒司机停车。选项图所示的电路图符合要求的是（）ABCD3现代社会倡导文明出行，某班同学对十字路口人行横道的红、绿交通信号灯进行了观察，画出了如图所示的控制人行红、绿灯的电路图，你认为可行的是（）ABCD4小峻参加青少年科学素养大赛，设计了自动火灾报警器。报警器中有热敏电阻R和保护电阻R0，其中R的阻值随温度升高而减小，当火灾发生时，温度升高，导致电表示数变大而触发报警装置。如图中能实现上述功能的电路图是（）ABCD5家庭常用的电吹风既能吹冷风又能吹热风。下列电路中最符合电吹风工作要求的是（）ABCD6汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。系好安全带时，就相当于闭合开关，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。下列符合上述要求的电路图是（）ABCD7晓彤同学在科技活动小组中为学校茶炉房设计了如图1所示的人工控制电路。用红绿灯分别表示水是否烧开，只红灯亮，表示水未烧开，只绿灯亮，表示水已烧开。（1）水已烧开时开关的开闭情况是 AS1闭合、S2断开 BS1断开、S2闭合 CS1、S2都断开 DS1、S2都闭合（2）小雪同学看了晓彤的设计后认为该设计还有不足之处，请指出该设计的两点不足：（3）同学们经过讨论，在晓彤设计的基础上进行了改进，克服了上述的不足，请你将改进后的电路图画在图方框内。（可改动元件）8某同学观察他家的电动自行车后发现：不管捏紧左边还是右边的手闸，车尾的一只刹车指示灯均会亮起，而拨动扶手旁向左或向右的转向开关时，车尾只有对应一侧的转向指示灯会亮起来。请你在方框中画出合理的电路图。（左、右的手闸用开关S1和S2表示，向左、向右的转向开关用S3和S4表示）9边长为4cm，密度为2103kg/m3的立方体橡皮泥块，放在足够多的水中，沉入水底，当把它捏成一只小船时，便能浮在水面上，求：（1）橡皮泥块的质量。（2）橡皮泥块浸没在水中受到的浮力。（3）橡皮泥小船漂浮时排开的水的体积。10微波炉的门相当于单刀双掷开关S1，当门打开时，炉内照明灯亮，工作电路不工作；当门关闭时，照明灯熄灭，闭合S2，工作电路可正常工作。请你在图中将两个开关S1、S2和工作电路、照明灯连入电路。11现代家庭厨房中的排油烟机，主要由电动机和照明灯等构成，前面面板上的开关有快速、慢速和照明等，照明灯一般为220V 15W的两盏灯，由一个照明开关控制。请在上面的方框中连出排油烟机的内部电路。参考答案与试题解析1由题意可知，只有开关S1、S都闭合后，才开始榨汁，即电动机才开始工作，说明两开关相互影响，一个开关不能单独控制电动机，两开关是串联的，两开关、电动机与电源组成串联电路，由图示电路图可知，B正确。故选：B。2 A图中其上面开关闭合后，会形成电源短路，故A不符合题意；B图中两个开关并联后共同控制电铃，即任何一个开关闭合后，电铃都能发声，故B符合题意；C图中两个开关若同时闭合，会造成电源短路，故C不符合题意；D两个开关串联，即两个开关必须同时闭合电铃才能发声，故D不符合题意；故选：B。3A、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不正确；B、只闭合开关S1时绿灯亮，只闭合开关S2时红灯亮，两灯独立工作，互不影响，故B正确；C、两开关都闭合时会造成电源短路且两灯泡不发光，任何一个开关断开时红绿交通信号灯同时发光，故C不正确；D、当只闭合开关S2时，两灯泡都发光；只闭合S1时绿灯亮。故D不正确。故选：B。4由题知，温度升高，R的阻值减小，电表示数变大，报警装置报警，A、图中两电阻串联，电压表测R两端电压，温度升高时R电阻减小，根据串联电路的分压原理知，电压表示数变小，不能触发报警装置，不合题意；B、图中两电阻串联，电压表测电源电压，温度升高时R电阻减小，电压表示数保持不变，不能触发报警装置，不合题意；C、图中两电阻串联，电流表测电路中电流，温度升高时R电阻减小，电路总电阻减小，所以电流表示数变大，能触发报警装置，符合题意；D、图中电流表将R短路，电路为R0的简单电路，温度升高时不能引起电路中电阻的变化，电流表示数不变，不能触发报警装置，不合题意；故选：C。5A、由图知，S1闭合时只有电动机工作，吹冷风；再闭合S2时，加热器和电动机并联，两者都能工作，此时吹热风，故A符合题意；B、由图知，S1闭合时只有加热器工作，两开关都闭合加热器和电动机同时工作，只有热风没有冷风，故B不合题意；C、由图知，S1闭合时加热器与电动机串联，再闭合S2时，只有电动机工作，但电动机和加热器串联时两者相互影响，故C不合题意；D、由图知，S1闭合时电动机和加热器都工作，当两开关都闭合时只有加热器工作，故D不合题意。故选：A。6由题意知，指示灯与S并联，但电路不会出现短路，即电路中有保护电阻；结合选项可知D符合题意，ABC不符合。故选：D。7（1）水烧开时，绿灯亮、红灯不亮，说明绿灯通路，红灯被短路，即开关S1断开、S2闭合，故选B；（2）由设计电路图可知，两开关都断开时，两灯泡均发光，无法判断水是否烧开；两开关都闭合时，两灯泡均不发光，无法判断电路是否工作，同时对电源短路，会烧坏电源。（3）由于两灯泡工作时互不影响的，所以应采取并联的方式，利用刀双掷开关设计实验，如图：故答案为：（1）B；（2）S1，S2都断开时，两灯都亮，无法判断水是否烧开；S1，S2都闭合时，两灯都不亮，无法判断电路是否工作。（3）如上图。8不管捏紧左边还是右边的车闸S1和S2，车尾的刹车指示灯均会亮起，说明这两个开关都能控制刹车指示灯，而且两开关互不影响，即开关S1和S2并联；拨动扶手旁向左或向右的转向开关S3和S4时，车尾只有对应一侧的转向指示灯会亮起，说明汽车的对应一侧转向灯可以单独工作，所以它们是并联的，并且这两个开关各控制一个转向灯；刹车指示灯与两个转向灯之间也是并联的。如下图所示：9（1）立方体橡皮泥的体积：V=4cm4cm4cm=64cm3=64106m3，=橡皮泥的质量为m=V=2103kg/m364106m3=0.128kg=128g；（2）橡皮泥块浸没在水中，排开水的体积为V排=V=6.4105m3，受到水的浮力为F浮=水V排g=1103kg/m36.4105m39.8N/kg=0.6272N；（3）橡皮泥的重为G=mg=0.128kg9.8N/kg=1.2544N，橡皮泥小船漂浮，橡皮泥小船受到的浮力F浮=G=1.2544N，又F浮=水V排g，橡皮泥小船排开水的体积为V排=1.28104m3。答：（1）橡皮泥的质量为128g；（2）橡皮泥浸没时受到的浮力为0.6272N；（3