专题15 电路设计与电路故障和动态电路及电学作图 （原卷版）

/专题15电路设计与电路故障和动态电路及电学作图模型解读｜模型构建｜真题演练｜素养通关识识·题型解读命题特点+技巧解读+真题示例明·模板构建答题模板/技巧点拨+典型问答模型01电路设计问题模型02电路故障问题模型03动态电路问题模型04电学作图问题用·真题演练真题示例+思路点拨/模板运用+规范答题+变式演练练·模板运用最新模拟、预测考向练·模板运用最新模拟、预测考向识识中考·模型解读高频模型中考题型与分值分布命题特点模型01电路设计问题（常考点）选择题（2-3分）一般情况下，各省中考物理命题，这个专题部分会出现1道题选择题，1道作图题最多不超过2小题，常以选择题、作图题出现，分值5分以内。考生要想把这部分5分的题全收入囊中，一定学习好每个模型答题要领，同时加强训练。模型02电路故障分析（常考点）选择题（2-3分）模型03动态电路问题（常考点）选择题（2-3分）模型04电学作图问题（常考点）作图题（2-3分）善善总结·模型构建模｜型｜构｜建模型模型01电路设计问题『模型解读，给思维方法及解题规律』会判断串并联电路是解决电路设计的重要基础，判断识别电路是串联还是并联方法：（1）定义法：分析电路中各用电器的连接方式，是首尾相连还是首相连、尾相连；（2）电流法：让电流从电源的正极流出，电流只有一条路径通过各用电器回到电源负极，途中不分流，这个电路一定是串联电路；若电流在某处分成几条支路，且每条支路上只有一个用电器，再在某点处汇成一股电流，则这几个用电器就是并联的；（3）拆除法：因为在串联电路中，各用电器互相影响，并联电路中各用电器互不影响。因此在串联电路中拆除任何一个用电器，其他的用电器就没有电流无法工作；在并联电路中，拆除任何一个用电器，其他用电器仍有电流可以继续工作。所以可以通过拆除一个用电器看其他用电器是否还能正常工作来判断电路是串联还是并联；（4）短路法：用导线将某一用电器短路，如果其他用电器仍能工作，这几个用电器是串联；如果其他用电器都不能工作，则这几个用电器是并联的；（5）节点法：在识别不规范的电路时，不论导线有多长，只要这两点间没有电源、用电器、导线两端点就可以看成同一点，如果电路中从一个点出发电流有三条或三条以上的路可走，那么这个点就是节点，有节点的电路是并联电路，串联电路没有节点。解解真题·思维剖析【例题1】（2024四川广安中考真题）党的二十大报告指出“必须坚持科技是第一生产力”。某学校为了培养学生的科学素养，开展了STEM科创教育，在此期间，科创小组自制了“冰淇淋自动售货机”。该作品可以通过扫码（该开关闭合）或投币（该开关闭合）完成自动出售服务；当光线较暗时，光控开关闭合，还可以提供照明。下列电路设计符合该要求的是（）A. B.C. D.变式演练变式演练【模型1变式1】（2025福建一模）小闽设计家庭保险箱指纹锁的电路图，指纹识别成功相当于开关闭合，录入两人的指纹，其中任意一人的指纹识别成功就能开锁。图中符合要求的电路图是（）A. B. C. D.【模型1变式2】（2025四川南充一模）不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：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.【模型1变式3】（2025河南·一模）如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两档加热功能，下列说法正确的是（）A.只闭合开关时，电路处于高温档B.只闭合开关时，电路处于低温档C.同时闭合开关、时，电路处于高温档D.同时闭合开关、时，电路处于低温档模型模型02电路故障分析『模型解读，给思维方法及解题规律』电路故障分析基本思路一、电路故障原因分析要全面（1）两节点间多支路连接出现单一导线即为短路；（2）电流表与电压表示数变化对应电路断路和短路问题，误以为一盏灯不发光是因为电路中出现断路的情况，如果这盏灯短路时，也不发光的，所以考虑问题要严密，学会用辩证讨论思想分析。（3）有时开关、滑动变阻器也会出现短路、断路，需要具体问题具体分析。二、电路具体故障分析1.灯泡不亮（1）闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表有示数。出现故障有：①滑动变阻器接成定值电阻；②电源电压太低。（2）闭合开关，灯泡不亮，电压表、电流表无示数。可能原因有：①电源、电流表、开关或滑动变阻器损坏；②接线柱接触不良；③连接导线断裂。（3）闭合开关，灯泡不亮，电流表几乎无示数，电压表指针明显偏转。可能原因有：①灯泡的灯丝断了或灯座与灯泡接触不良；②电流表和电压表的位置互换了。2.电表问题（1）电流表与电压表的指针向没有刻度的方向偏转。可能原因有：电流表和电压表的“﹢”“－”接线柱接反了。（2）电流表与电压表的指针偏转角度很小。可能原因有：①电表的量程都选择过大②电源电压过低。（3）电表的指针超过最大刻度。可能原因有：①量程选择过小②电路中出现短路。3.滑动变阻器问题。（1）滑动变阻器的滑片滑动时，电表示数及灯泡的亮度无变化。可能原因有：滑动变阻器连接错误，没有遵循“一上一下”的接线原则，使滑动变阻器接成了定值电阻。（2）无论怎样调节滑动变阻器，电压表示数总小于灯泡的额定电压。可能原因有：电源电压过低。（3）闭合开关瞬间，灯泡发出强光后立即熄灭，电流表指针偏转后又回到零刻度线处，电压表仍有示数.可能原因有：灯泡两端电压过高，滑动变阻器的滑片没有置于阻值最大位置。三、用电流表电压表判断故障技巧A.用电流表判断电路故障1.电流表无示数：（1）电路有断路的地方；（2）用电器工作时，电流表内部发生短路2.电流表有示数但示数很小：（1）电路有接触不良；（2）电流表量程过大B.用电压表判断电路故障1.电压表无示数：（1）与电压表并联的电路短路；（2）与电压表并联的电路以外的电路断路2.电压表有示数且等于电源电压：（1）电压表并联的电路断路，电压表的两个接线柱与电源构成通路四、解决家庭电路的故障问题，需要全面了解下列基础知识（1）家庭电路中，各元件的排列顺序是：进户线→电能表→闸刀开关→熔断器→电灯和插座。安装闸刀开关时，要竖直安装且让静触头在上面；熔断器串联在火线所在的干路上；开关一定要安装在火线与灯泡之间与灯泡串联，螺口灯泡尾部中心金属块接在与火线连接的开关上，螺旋接在零线上；插座要与用电器并联，接线原则是左孔接零线，右孔接火线，中间孔接地线（两孔插座没有接地线插孔）。（2）试电笔使用时，用手接触笔尾金属体，如图所示。将笔尖接触被测电路，若碰到的是火线，则氖管发光；若碰到的是零线，则氖管就不会发光。（3）家庭电路的故障一般有以下三种类型：①保险丝熔断或火线断开。用电器不工作，用试电笔测试各处氖管都不发光。保险丝烧断的原因是电路总功率过大或发生了短路。②零线断了。用电器不工作，用试电笔测试，凡与火线相连处氖管都发光。③某用电器不工作，可能该用电器损坏或接触不良，但不影响其他用电器。解解真题·思维剖析【例题2】（2024四川达州中考真题）如图所示电路，闭合开关后，整个电路正常工作。其中一盏灯突然熄灭，两只电表示数均变大，则该电路可能发生的故障为（）A.短路 B.短路 C.开路 D.开路变式演练变式演练【模型2变式1】（2025陕西西安·一模）在探究串联电路电压的特点时，闭合开关，灯泡都不发光，电压表无示数。以下可能的是（）A.短路 B.断路 C.短路 D.断路【模型2变式2】（2025云南一模）某调光台灯简化电路图如图所示，电源电压保持不变。为使台灯变亮，滑片应向___端移动。台灯工作一段时间后，发现无论怎样调节滑片，台灯一直很亮且亮度不变，电路发生的故障可能是滑动变阻器_____。【模型2变式3】（2025广东一模）如图所示，小灯泡L1和L2联在电路中。开关S闭合后，两灯均发光，电压表测小灯泡（选填“L1”或“L2”）两端电压。一段时间后，两灯均熄灭，但电压表有示数且较大，电流表无示数，则故障可能是。

【模型2变式4】（2025天津一模）如图所示电路，开关闭合后，灯不发光。用试电笔接触a、b、c三处，氖管都发光；接触d处，氖管不发光。则故障可能是（）

A．灯丝断了B．灯短路了C．开关处断路D．cd间断路模型模型03动态电路分析『模型解读，给思维方法及解题规律』动态电路电学量变化的相关问题分析方法动态电路分析是电学考查的重要内容之一。它主要是由于开关的闭合（或断开）、滑动变阻器滑片移动而引起的电路中各物理量的变化。中考常以选择题、填空题的形式出现，也会以压轴题的形式出现在解答题中，常考的类型有：电路中电流表、电压表示数的变化、电阻电功率的变化、小灯泡亮度的变化。试题难度一般较大。（1）“先看总电阻”（用串、并联特点）。当滑动变阻器的滑片向左（右）滑动或开关断开（闭合）时，由串、并联特点可以推出如下结论：当电路（串、并）中的任何一个电阻变大（小）时，电路的总电阻将变大（小）；串联电路中，电阻多，总电阻越大；并联电路中，支路多，总电阻越小。（2）“再看总电流”（用欧姆定律，电源电压不变）。“串联看分电压”先用欧姆定律看定值电阻的电压，再用串联特点看另一电阻的分电压。“并联看分电流”先用欧姆定律看定值电阻的电流，再用串联特点看另一电阻的分电流。（3）“最后看电功、电功率、电热”。在知道用电器（一段电路）的电阻、电流以及它们两端的电压的变化情况，在根据电功、电功率、焦耳定律公式进行比较。解解真题·思维剖析【例题3】（2024安徽省中考真题）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，R为定值电阻。闭合开关，在保证电路元件安全的前提下，将滑动变阻器的滑片由B端滑到A端，电压表V1、电压表V2、电流表A的示数变化量的绝对值分别为ΔU1、ΔU2、ΔI，则（）A.电流表A的示数变大，电压表V2的示数变大B.电流表A的示数变小，电压表V1的示数变小C.ΔU1与ΔI的比值大于R的阻值D.ΔU2与ΔI的比值等于R的阻值变式演练变式演练【模型3变式1】（2025四川广元一模）小文设计并连接了如图的电路，电源两端电压和小灯泡的电阻都不变。闭合开关S，保证电路安全的前提下，滑动变阻器的滑片从右向左滑动的过程中（）A.滑动变阻器接入电路的电阻变大，灯泡变暗 B.电流表示数变大，电压表示数变小C.电压表示数与电流表示数的比值变小 D.可以将滑动变阻器滑片滑到最左端【模型3变式2】（2025福建一模）如图所示电路，电源电压保持不变，R为定值电阻，为热敏电阻，其阻值随温度的降低而增大。闭合开关S，当热敏电阻的温度降低时，电压表的示数______，电压表的示数与电流表A的示数之比______。（均填变化情况）【模型3变式3】（2025湖南省一模）图甲为自动气象站中的测温装置，它的测温电路可简化为图乙，其中的“恒流源”是一个特殊电源，电流大小由电源内部结构决定，当电阻R变化时，通过R的电流大小保持不变。电阻R的阻值随温度的变化规律如图丙所示，通过数字电压表的示数可反映环境的温度。某次环境温度从20℃上升到30℃，电压表的示数变化了8mV。当温度的变化值相同时，电压表示数的变化值越大，该测温装置的灵敏度越高。下列说法正确的是（）A.每升高1℃，R的阻值增大1.65ΩB.通过R的电流为20mAC.环境温度为20℃时，电压表的示数为216mVD.若要增大该测温装置的灵敏度，可换一个电流值更小的恒流源模型模型04电学作图问题『模型解读，给思维方法及解题规律』掌握以下电学作图要求是快速解决问题的关键技巧本部分作图包括基本电路作图、家庭电路的连接。电部分的作图内容多而且复杂，既可以直观的表现问题，还是分析解决问题的一种方法。1.基本电路作图根据电路图连接实物图，是做实验的一项基本技能，还能练习电表等仪器的连接使用；（2）根据实物图画出电路图，可以掌握电路连接、是分析解决电路的一种基本能力；（3）根据要求设计电路，是利用电路图解决问题的一种能力。2.家庭电路的连接：可以帮助分析、解决生活中的一些家庭电路问题。（一）作图方法技巧说明A.基本电路作图1.根据电路图连接实物图：(1)先判断各元件的连接方式以及每个开关的控制作用。(2)注意电流表和电压表的接线柱接法和量程的选择,滑动变阻器的接线柱。(3)根据各元件的位置,从电源正极开始,按电流通过的路径逐个连接电路元件,直到电源负极为止,选择最简单、直接的连线路径.(连接实物图要避免导线交叉)2.根据实物图画电路图：(1)分析电路，明确是串联还是并联.(2)电路图中各元件的顺序与实物图中的位置要一一对应.(3)电路图中各元件位置应布置适当,保持横平竖直，电路图匀称、美观、整齐、规范、元件不能画在拐角上.3.根据要求设计电路:(1)根据设计的要求，确定用电器、开关和电源的连接方式.(2)画出草图后再根据设计要求进行验证.(3)符合题目要求后，画出设计合理、规范的电路图.B.家庭电路的连接除去按照一般电路图的要求外，还要遵守：保险丝和开关都要接火线；开关和电灯串联；电灯的螺旋套接零线；插座和灯泡等用电器之间是并联；三孔插座“左零右火中接地”；用电器的金属外壳接地线.（二）作图的基本要求1.连接实物图时，电流流经电路元件的顺序和电路图保持一致，导线不允许交叉,导线必须画到接线柱上.2.在画电路图时，电源正负极、电路元件的位置及开关的状态与实物图要一一对应；电路图要画成“横平竖直”的长方形，元件不能画在转角处，导线相连处要用实点表示。3.连接家庭电路时，要符合安全用电的要求和原则。开关与灯串联，且开关必须接在火线和电灯之间。（三）作图的基本类型与理论依据1.根据电学实物图结合要求画出对应电路图2.根据电路图结合要求连接实物图3.根据生活生产实际的需要设计实用的电路图4.家庭简单电路作图（四）电学作图注意事项1.串联简单，并联抓住“分支点”；2.注意“分支点”、“+、-”接线柱、量程以及滑动变阻器的连线（“一上一下”和“阻值变化”）；3.首先判断用电器串并联，在根据要求把开关装到合适位置；4.注意"三眼插座及保险丝"和"螺口灯泡及控制开关"与火线,零线和地线的连接.解解真题·思维剖析【例题4】（2024苏州中考真题）在图中完成探究电流与电压关系的电路连接，使滑动变阻器接入电路的阻值最大。变式演练变式演练【模型4变式1】（2025四川自贡一模）“创新”实验小组的同学要设计一个自动防盗报警电路。要求：晚间开关S闭合后，灯亮电铃不响；当房门被打开时，细导线AB被扯断，灯亮且电铃发声自动报警。请按要求用直线连接如图所示的电路元件。【模型4变式2】（2025山东青岛·模拟预测）分析图中的电路图，请用笔画线代替导线将实物图连接起来。【模型4变式3】（2025吉林一模）如图所示，请用笔画线代替导线，将图中的插座、电灯和开关正确接入家庭电路中。练练好题·题组通关题组1.电路设计问题试题精炼1.（2025四川宜宾一模）中医在我国具有悠久的历史。一款电热中药壶有急火和文火两种工作状态，由开关控制，在下图的简化电路中不能实现要求的是（）A. B.C. D.2.（2025哈尔滨一模）高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过。若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，下列模拟电路，符合要求的是（）A.B.C.D.3.（2025武汉一模）电冰箱冷藏室中照明灯L由门控开关控制，压缩机（电动机）由温控开关控制，要求照明灯和压缩机既能单独工作又能同时工作，下列电路中符合上述特点的是（）A.B.C.D.4.（2025沈阳一模）图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（）A.B.C.D.5.（2025山东潍坊一模）共享电动助力单车极大方便人们的出行。如图为某助力单车，使用前先摇晃车把检查电量，此时开关闭合，只有电量指示灯亮起；确认电量充足后扫码开锁，此时开关闭合，日间行车灯亮起，电动机M启动，且日间行车灯损坏时电动机M可正常工作；助力单车在规定区域内，开关始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关自动断开，电动机M、行车灯均无法工作，指示灯可正常工作。下列电路设计符合要求的是（）A.B.C.D.6.（2025河北一模）如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型，小明打算对该作品进行改进，加装电动机带动轮子转动，使骨骼模型动起来，并加装指示灯。电路设计要求为：只闭合开关，仅指示灯亮；再闭合开关，指示灯亮，电动机M转动；断开开关，指示灯熄灭，电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是（）A. B.C. D.7.（2025天津一模）如图所示的“电阻测量盒”，内有电源（电压不变且未知）、阻值已知的定值电阻、开关和电流表，并引出两根导线到盒外。将盒外的两根导线分别与待测电阻的两端相连，根据开关闭合、断开时电流表的示数，可以算出的阻值。设计的盒内电路图，其中符合要求的是（）A.B.C.D.8.（2025吉林一模）电动自行车以其环保、快捷、轻便的优势受到了消费者的青睐。电动自行车除了车钥匙一个开关S外，两剁车手柄中各有一只开关S1和S2控制电动机。在行驶中用任一只手柄刹车时，该手柄中的开关立即断开，电动机停止工作。请你设计出未骑行前电动自行车的电路图，并画在虚线框中。题组2.电路故障问题试题精炼9.（2025四川宜宾一模）如图所示,当开关S闭合时，灯L1、L2均不亮，某同学用一根导线探究其故障；当把导线首尾同灯L1两端分别相连时发现灯L2亮,灯L1不亮；当把导线首尾同灯L2两端分别相连时，发现两灯都不亮，则()A.灯L1短路 B.灯L1断路C.灯L2短路 D.灯L2断路10.（2025江苏盐城一模）在探究串联电路电压的特点时，闭合开关，灯泡都不发光，电压表无示数。以下可能的是（）A.短路 B.断路 C.短路 D.断路11.（2025四川眉山一模）如图所示电路，闭合开关、，小灯泡和均正常发光，电流表和电压表均有示数。下列关于电路分析正确的是（）A.小灯泡和串联B.电流表测量电路的总电流C.若只断开，小灯泡熄灭，正常发光D.若灯突然熄灭，是因为电压表发生断路12.（2025新疆一模）在探究串联电路电压特点时，某同学设计的电路如图所示。对于下列实验过程中出现的现象及分析正确的是（）A.开关闭合后，如果灯泡L2不亮、L1亮，一定是B.如果只有灯泡L1C.如果只有灯泡L2D.开关闭合后，如果电压表示数为零，灯泡L213.（2025甘肃兰州一模）如图是“测量小灯泡电功率”的实验电路，正确连接电路后闭合开关，发现灯泡不亮，电流表指针稍有偏转，电压表指针几乎不动，产生这一现象的原因可能是（）A．灯泡断路 B．滑动变阻器接入电路的阻值过大 C．灯丝电阻值过大 D．滑动变阻器短路题组3.动态电路分析试题精炼14.（2025新疆一模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P由最右端向中点移动时，变小的是（）A.电流表A2的示数B.电压表V的示数C.电流表A示数与电流表A2示数的差值D.电压表V示数与电流表A示数的比值15.（2025江苏连云港一模）如图所示，电源电压不变，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P向右移动过程中（）A.电流表示数变小，灯变暗 B.电流表示数变大，灯变亮C.电压表示数不变，灯亮度不变 D.电压表示数变小，灯亮度变亮16.（2025青海西宁一模）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，缓慢移动滑动变阻器的滑片P，电流表A1的示数逐渐变小，这一过程中（  ）A.滑片P是向b端移动的B.电流表A的示数逐渐变小C.电压表V的示数逐渐变小D.电路的总功率变大17.（2025陕西一模）如图，电源电压不变。闭合开关，发现灯泡不亮，电流表无示数，电压表有示数且等于电源电压。排除故障后，滑动变阻器的滑片P向左移动，下列分析正确的是（）A.灯泡不亮是因为滑动变阻器阻值过大B.灯泡不亮是因为灯泡短路C.排除故障后，滑片P向左移动，灯泡变暗D.排除故障后，滑片P向左移动，电流表和电压表示数均变大18.（2025广西一模）在如图所示的电路中，电源的电压保持不变，R1为定值电阻。开关S闭合后，将滑动变阻器的滑动触头向右移动时，下列说法正确的是（）A.电压表的示数减小 B.电流表的示数减小C.电流表A1的示数减小 D.滑动变阻器消耗的电功率变大19.（2025广州一模）如图所示，为定值电阻，为滑动变阻器，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P向右移动的过程中，下列说法正确的是（）A.电流表示数变大，电压表示数变小 B.电流表示数变小，电压表示数变大C.电压表与电流表示数的比值变大 D.电压表与电流表示数的比值变小20.（2025河北一模）已知光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小。将光敏电阻R、定值电阻、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示的电路。假定电源电压保持不变。闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况，下列表述中正确的是（）A．电流表和电压表的示数均变小；B．电流表和电压表的示数均变大；C．电流表的示数变大，电压表的示数变小；D．电流表的