专题18 电学作图题压轴培优专题训练（解析版）

专题18电学作图题压轴培优专题训练（解析版）1．下午放学回来，家中有些电灯常常亮一天。为避免此现象发生，晓丽想设计如图电路：要求：离家时，断开家门口安装的开关S，家中电灯均断电（电冰箱除外），回家后，闭合开关S，再闭合开关S1、S2，黄灯、绿灯才亮。【解答】解：电冰箱并联在电源上，开关S1与黄灯串联、S2与绿灯串联后再并联，开关S控制家中电灯，如图所示：2．设计电路：现有L1、L2两盏灯，电池，三个开关，导线若干。（1）只闭合开关S1，只有L1发光；（2）只闭合开关S2，只有L2发光；（3）只闭合开关S3，L1、L2都发光；（4）三个开关不允许同时闭合，请将电路图画在方框内。【解答】解：从（1）（2）要求看，两灯好像并联，开关S1只控制L1，开关S2只有L2，两灯发光互不影响，但如果这样的话，开关S3只能在干路上，第（3）个条件显然无法满足，且三个开关可以同时闭合。我们要打破思维定势，两个灯不可能并联，而是串联，只闭合开关S1、开关S2实际上起到了将与之并联的灯短路的作用，开关S3在干路上；所以，两灯串联，开关S1与灯L2并联，开关S2与灯L1并联，开关S3在干路上，如下图所示；故答案为：如上图所示。3．设计电路：小雨房间里的灯小雨的房间里有四盏灯。总开关St闭合后，若将单刀双掷开关S2拨至a处，房间吸顶灯L1L2L3都亮；若将S2拨至b处，壁灯L4亮，并且可以通过S3和S4控制，使它有三个不同的亮度。现有一个电源、一个单刀双掷开关、3个开关、4个灯泡、2个相同的定值电阻和若干导线，请将电路图画在方框内。【解答】解：由题意知，S1为总开关，将单刀双掷开关S2拨至a处，房间吸顶灯L1L2L3都亮，说明S2a控制三个房间并联的吸顶灯L1L2L3；若将S2拨至b处，壁灯L4亮，并且可以通过S3和S4控制，使它有三个不同的亮度。根据P＝，改变壁灯L4的电压可改变其亮度，由串联分压的知识，两个定值电阻串联后与灯L4串联后，与电源连通，S3和S4分别与两个定值电阻并联，通过定值电阻的短路来改变这个支路的电压，如下图所示：通过断开、闭合开关可改变灯L4的电压，从而改变其亮度：将S2拨至b处，S3和S4控都闭合时，两定值电阻短路，在这个支路中，只有灯壁灯L4，壁灯L4电压为220V，电压最大，壁灯最亮；S3和S4都断开时，两定值电阻与灯L4串联，灯分得的电压最小，壁灯最暗；只闭合其中一个开关时，壁灯与一个定值串联，灯的电压较小，壁灯较暗。4．综合作图小雨的房间里，S为房间的总开关，L1为吸顶灯，L2为床头灯，两灯在同一时刻只有一盏能工作。当L1亮时，再闭合开关S1，L1亮度增加；当L2亮时，它的亮度可调。现有一个电源、一个单刀双掷开关、一个滑动变阻器、一个定值电阻、2个开关、2个灯泡和若干导线。请你设计上述电路并在答题卡相应位置画出电路图。【解答】解：由题意分析可知，总开关S位于干路，两灯并列连接，且用单刀双掷开关进行转换；L1与定值电阻串联，开关S1并联在定值电阻两端（闭合开关S1时，电阻被短路，该支路的电流增大，L1亮度增加）；L2与滑动变阻器串联（用变阻器调节L2的亮度）．如图所示：5．有一个小木盒，盒内由若干导线和三个电阻值均为2欧电阻组成电路，盒外有1、2、3、4四个接线柱（如图），已知1、2间电阻为3欧，1、3和1、4间电阻均为2欧，2、3和2、4间电阻均为1欧，3、4间电阻为零。请画出盒内电阻与盒外接线柱相连的电路图。【解答】解：R12＝3欧，说明1、2之间接入了三个阻值为2Ω，两个电阻并联后与第三个电阻串联；R13＝R14＝2欧，说明1、3和1、4间之间接入了一个阻值为2Ω的电阻；R23＝R24＝1欧，说明2、3和2、4间之间接入两个阻值为2Ω的电阻，且这两个电阻并联；R34＝0欧，说明3、4之间接入的是导线。如下图所示：6．小明同学想利用电源、灯泡L1和L2、开关S1、单刀双掷开关S2、滑动变阻器R，设计如下电路：S1为总开关，当S1闭合时：①若S2接到a处，两盏灯都亮；②若S2接到b处，只有L2亮，且亮度可用滑动变阻器R调节。请你根据他的想法，帮助他将电路图连接完善。（要求导线横平竖直）【解答】解：开关S1在干路上，灯泡L1和滑动变阻器并联后，再与灯泡L2串联，如图所示。7．两只灯泡、一个开关（总开关）、一只滑动变阻器、一个电源，设计出满足以下要求的电路：灯L2的亮度不变，另灯L1的亮度可调节。（1）画出电路图；（2）连接实物【解答】解：（1）由题意知，开关在干路中，两个电灯是并联，且滑动变阻器与L1串联。如图所示：（2）从正极开始连接开关，从开关开始分支，一支经灯泡L2回到负极，另一支经滑动变阻器、灯泡L1回到负极。如图：8．请根据所示电路图，用笔画线代替导线将将实物图补充连接成完整电路。【解答】解：根据电流流向法，先从正极出发依次串联开关S、电阻R2回到电源的负极，然后把电阻R1与电流表串联后并联在电阻R2两端，如下图所示：9．如图所示的实验器材，现有电流表测出通过灯泡的电流，电压表测出灯泡两端的电压，电路中电流约为0.5A，并用变阻器改变小灯泡的电流，滑片向右滑动灯变暗。按要求连接实物图。【解答】解：由题意可知，电流表与灯泡串联，电压表与灯泡并联，由电路中电流约为0.5A可知，电流表的量程为0～0.6A，电源是由两节干电池串联组成的，其大小为3V，电压表的量程为0～3V，滑动变阻器的左下方和任意上方接线柱串联在电路中时，滑片向右滑动灯变暗，然后与电源、开关串联组成电路，如下图所示：10．在图所示，要求：灯泡L1和L2并联，滑动变阻器调节灯泡L1的亮度，滑片向右移动时灯泡变亮，电压表测灯泡L2的电压，电流表测灯泡L1和L2的总电流，请按要求连接好实物中图，并画出对应的电路图。【解答】解：灯泡L1和L2并联；因滑动变阻器调节灯泡L1的亮度，滑片向右移动时灯泡变亮，即电流变大，电阻变小，故变阻器滑片以及右电阻丝连入电路中与灯L1串联；因电源电压为3V，电压表测灯泡L2的电压，电压表选用小量程与灯L2并联；困电流表测灯泡L1和L2的总电流，根据并联电路电流的规律，电流表选用大量程接在干路上，如下所示：11．按下边的电路图连接实物。【解答】解：根据电流流向法，先从正极出发依次串联电流表、开关S1、灯泡L1回到负极，然后把开关S2、灯泡L2串联后并联在灯泡L1两端，如下图所示：12．（1）开关同时控制两盏电灯；电灯L1、L2并联；电流表测通过两灯的总电流；所画导线不能交叉。（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。【解答】解：（1）由题意可知，电灯L1、L2并联，开关和电流表位于干路，如下图所示：（2）由题意可知，两把插销也就是两只开关同时控制一个指示灯，所以两个开关串联后与灯串联，如下图所示：13．请在电路图中“○”内填上适当的电流表或电压表符号。【解答】解：由图知，要让两灯都能发光，根据电流的流向可知，两灯应并联，左边的圆圈与L2串联，所以左边的圆圈为电流表，电流表测通过L2的电流；若右边的圆圈为电流表，则会形成电源短路，所以右边的圆圈为电压表，测L2两端的电压或电源电压。如下图所示：14．如图，在电路中的圆圈内填上适当的电表符号，使R1、R2并联连接。【解答】解：要使两灯并联，从电源正极流出的电流经开关后，应分别流入两电阻，由于已经连入一个电流表，则左边的“〇”中应填入相当于开路的电压表，这样电流就经过已有的电流表分别连入电阻R1和R2，流过两电阻的电流应汇合共同流回负极，右边的“〇”中应填入电流表，如下图所示：15．在如图所示的电路中a、b表示电表，试在图中根据电路的要求，标出哪个是电流表，哪个是电压表，并标出正负接线柱。【解答】解：若两表都为电流表，则电源短路，不符合题意；若两表都为电压表，则L2没有接入电路中，不符合题意；若左面的为电流表，下面的为电压表，则L2被短接，不符合题意；所以，只能是左面的为电压表，下面的为电流表；则两盏灯在两条支路上，L1、L2并联，电流表测量L2的电流；电压表测量电源的电压（或L2两端的电压）；电流从电表的正接线柱流入，从负接线柱流出，如图：16．在下列右图圆圈中画入正确的电流表符号和电压表符号，下列左图实物图用笔画线代替导线连接完整。【解答】解：（1）由于电流表相当于导线，应该串联在电路中，电压表相当于断路，应该并联在电路中；故右图中，中间的圈应该填电压表，下面的圈中填电流表，如下图所示：（2）据上面的电路图连接实物图即可，同时在连接时，由于电源电压是6V，所以电压表选择大量程，不知道电流的大小，所以电流表也选择大量程，滑动变阻器的接法是一上一下，如下图所示：故答案如上图所示。17．在图所示电路中的“〇”内，填入电流表或电压表的符号，要求两灯都能工作。【解答】解：根据电流表与被测用电器串联；电压表与被测用电器并联。图中甲“〇”与灯是并联，所以是电压表；乙“〇”串联在干路中，所以是电流表。如图：18．在如图图〇中填上电压表或电流表的电路符号，使R1和R2串联【解答】解：由图可知，上面圈中的电表并联在R2两端，所以应是电压表；右边圈中的电表串联在电路中，所以应是电流表；下面圈中的电表也是并联的关系，所以也是电压表；简化电路可知，R1和R2串联，符合要求，如图所示：19．图甲是生活中的一个插线板，开关断开时指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯发光，插孔提供工作电压；若指示灯损坏，开关闭合时插孔也能提供工作电压。请根据上述说明，在图乙中画出开关、指示灯、插孔的连接方式，并把接线板与电源线接通。（乙图中，与发光二极管串联的是一个保护电阻，发光二极管左侧为正极，右侧为负极）【解答】解：由题知，开关断开时指示灯不发光，插孔不能提供工作电压；开关闭合时指示灯发光，插孔提供工作电压；这说明开关同时控制指示灯和插座，开关应该在干路上，且开关应与火线连接，在断开开关时能切断火线，使用更安全；如果指示灯损坏，开关闭合时插孔也能正常通电，说明灯泡和插座之间是并联的；三孔插座的接法：左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线，如图所示：20．请用笔画线代替导线将图中的三孔插座正确接入照明电路。【解答】解：三孔插座接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示：21．用笔画线代替导线，将图中的灯泡和三孔插座正确连入家庭电路中。【解答】解：灯泡接法：火线进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。既能控制灯泡，又能更安全。三孔插座的接法：上孔接地线；左孔接零线；右孔接火线。如图所示：22．小明的爸爸从国外带回两个标有“110V40W”的灯L1、L2，现将这两盏灯连接在我国家庭电路中（图），要求开关断开后两盏灯都熄灭，开关闭合后两盏灯都能正常发光。【解答】解：据题意可知，两个灯泡的规格相同（即电阻相同），则两灯串联时，两个灯泡分得的电压相同；每个灯泡的额定电压是110V，而我国家庭电路的电压是220V，要两灯都正常发光，两个灯泡应串联；且为了安全，应将开关接到火线和用电器之间，如图所示：。23．根据安全用电原则，将图中开关、两只“220V40W”电灯连在家庭电路中，要求开关