电路识别与设计问题
中考物理高频考点剖析
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一、考点解析
电路的识别和设计是电学内容中的重点，也是学生学习的难点。电路识别与设计在中考中占据很重要的位置，中考常以选择题、作图题、判断题的形式出现。
1.电路识别：电路识别就是对电路进行判断，认识其连接方式和特点，分析各元件之间的关系。
电路识别：识别电路的方法有定义法、电流法、拆除法、节点法。
（1）看实物画电路图：关键是学会看图，图看不明白，就无法作好图。实物图实际上只有两种电路，一种串联，另一种是并联。
串联电路非常容易识别，先找电源正极，用铅笔尖沿电流方向顺序前进直到电源负极为止。明确每个元件的位置，然后作图。顺序是：先画电池组，按元件排列顺序规范作图，横平竖直，转弯处不得有元件若有电压表要准确判断它测的是哪能一段电路的电压，在检查电路无误的情况下，将电压表并在被测电路两端。
并联电路，判断方法如下，从电源正极出发，沿电流方向找到分叉点，并标出中文“分”字，（遇到电压表不理它，当断开没有处理）用两支铅笔从分点开始沿电流方向前进，直至两支笔尖汇合，这个点就是汇合点。并标出中文“合”字。首先要清楚有几条支路，每条支路中有几个元件，分别是什么。具体步骤如下：先画电池组，分别画出两段干路，干路中有什么画什么。在分点和合点之间分别画支路，有几条画几条（多数情况下只有两条支路），并准确将每条支路中的元件按顺序画规范，作图要求横平竖直，铅笔作图检查无误后，将电压表画到被测电路的两端。
（2）由电路图连元件作图方法：先看图识电路：只有串和并联两种，串联容易识别重点是并联。若是并联电路，在电路较长上找出分点和合点并标出。并明确每个元件所处位置。（首先弄清楚干路中有无开并和电流表）连实物图，先连好电池组，找出电源正极，从正极出发，连干路元件，找到分点后，分支路连线，千万不能乱画，顺序作图。直到合点，然后再画另一条支路[注意导线不得交叉，导线必须画到接线柱上（开关，电流表，电压表等）接电流表，电压表的要注意正负接线柱]遇到滑动变阻器，必须一上，一下作图，检查电路无误后，最后将电压表接在被测电路两端。
2.电路设计
（1）电路设计方式：1)串联电路，各用电器相互影响，开关的作用与位置无关。若两开关串联，只有都闭合，电路才是通路；若两开关并联，只要有一个开关闭合，电路就是通路，两个开关都断开，电路才断路。2)并联电路，各用电器互不影响，干路与支路开关控制作用不同。
（2）设计电路方法如下：首先读题、审题、明电路，（混联不要求）一般只有两种电路，串联和并联。串联比较容易，关键在并联要注意干路中的开关和电流表管全部电路，支路中的电流表和开关只管本支路的用电器，明确后分支路作图，最后电压表并在被测用电器两端。完毕检查电路，电路作图必须用铅笔，横平竖直，转弯处不得画元件，作图应规范。
电路设计： 是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路。例如：探究抢答器电路、病房呼叫电路的设计、简易交通灯电路的设计等。
电路设计常见方法：
（1）用若干个开关控制同一个用电器：要求不管哪个开关闭合，用电器都能工作，那么这若干个开关一定是并联的，并且用电器在它们的干路上。
（2）开关的短路用法：要求当开关闭合时，一灯发光，开关断开时两灯都发光，就要把这两盏灯串联，把开关与其中一灯并联，在开关闭合时造成这盏灯短路，从而达到只有一盏灯发光的目的。
（3）单刀双掷开关的应用：(1)改变电路的连接方式，使用电器由并联变为串联，或由串联变为并联；(2)方便控制一盏灯。把开关安置在两个不同的位置，随意拨动任何一个开关，都能使灯由亮变灭，由灭变亮。
（4）电路设计步骤：1）仔细审题，分析需要哪些电路元件；2)根据题意，弄清用电器之间如何连接；3）找准开关和用电器之间的连接方式；4）综合以上分析，画出草图；5）对照题目要求，检查电路连接是否正确。
二、考点分类
1.电路识别问题
电路识别就是对电路进行判断，认识其连接方式和特点，分析各元件之间的关系。
2.电路设计问题
是指通过一定规则和方法设计出符合使用要求的电路。主要是设计一些生活上比较新颖的电路。
三、考点复习
串联电路与并联电路知识是电学的基础，串、并联电路的识别既是重点，又是难点和中考的考点。学习时要学会基本的方法，并能做到举一反三。
1.串联电路
把用电器各元件逐个顺次连接起来，接入电路就组成了串联电路。我们常见的装饰用的“满天星”小彩灯，常常就是串联的。
串联电路有以下一些特点：⑴电路连接特点：串联的整个电路是一个回路，各用电器依次相连，没有“分支点”。⑵用电器工作特点：各用电器相互影响，电路中一个用电器不工作，其余的用电器就无法工作。⑶开关控制特点：串联电路中的开关控制整个电路，开关位置变了，对电路的控制作用没有影响。即串联电路中开关的控制作用与其在电路中的位置无关。
2.并联电路
把用电器各元件并列连接在电路的两点间，就组成了并联电路。家庭中的电灯、电风扇、电冰箱、电视机等用电器都是并联在电路中的。
并联电路有以下特点：⑴电路连接特点：并联电路由干路和若干条支路组成，有“分支点”。每条支路各自和干路形成回路，有几条支路，就有几个回路。⑵用电器工作特点：并联电路中，一条支路中的用电器若不工作，其他支路的用电器仍能工作。⑶开关控制特点：并联电路中，干路开关的作用与支路开关的作用不同。干路开关起着总开关的作用，控制整个电路。而支路开关只控制它所在的那条支路。
考点剖析☆聚焦高频
高频考点一：电路识别问题
【典例1】高铁内的洗手间如果两个相邻的洗手间都有人并且锁住时，红灯亮表示“有人”。如果两洗手间都没有人或者只有一个有人时，灯不亮表示可以使用。下列电路图能实现上述功能的是（ ）。
【答案】A。
【解析】A：由电路图可知，两开关都闭合时灯泡发光，符合题意，故A正确；
B、D：由电路图可知，两开关都闭合时灯不亮，且会发生电源短路，故BD不正确；
C：由电路图可知，闭合任意一个开关，灯泡都发光，不符合题意，故C不正确。
高频考点二：电路设计问题
【典例2】小强把台灯的插头插在如图所示的插座上，插座上有一个开关S1和一个指示灯L1（相当于电阻很大的灯泡）。台灯开关和灯泡用S2、L2表示；当只闭合S2时，台灯不发光，当闭合S1时，指示灯发光，再闭合S2时，台灯发光；如果指示灯损坏，S1和S2时都闭合，台灯也能发光，如图中设计的电路符合要求的是（ ）。
【答案】B。
【解析】A：当闭合开关Sl、断开S2时，灯泡L1不亮，所以不符合题意。
B：当闭合开关Sl、断开S2时，灯泡L1亮，当闭合开关S2、断开S1时，灯泡都不亮，当Sl、S2都闭合时，两灯都亮，图中两灯并联，所以如果指示灯损坏，L2不受影响，还能发光，符合题意。
C：当闭合开关S2、断开S1时，灯泡L2亮，所以不符合题意。
D：当闭合开关S2、断开S1时，两灯泡都亮，所以不符合题意。
考点过关☆专项突破
类型一：电路识别问题
1.家用冰箱内的温度高低由温控开关S温控制，当冰箱内温度高于设定值时，S温将自动闭合，压缩机
开始工作；当冰箱门打开时，开关S门闭合，照明灯发光。下列电路符合要求的是（ ）。
【答案】D。
【解析】由题意可知：灯和压缩机是并联关系，且电动压缩机与温控开关串联，照明灯泡与门控开关串联，干路上没有开关。
结合选项可知：D正确。故选D。
2.如图所示，与实物一致的电路图是（ ）。
【答案】B。
【解析】分析实物图可知，电流从正极出发，经电流表、灯泡L1、开关、灯泡L2回负极，电压表并联在L1两端；B图与实物图符合。
A图两灯泡并联，与实物图不符合；C图电压表并联在L2两端了，与实物图不符合；D图电压表并联在电源两端了，与实物图不符合。
3.如图所示，将一节干电池和三只均标有“1.5V、0.5W”的小灯泡接入电路，当开关S1闭合、S2断开时，三只灯泡均能发光。若将开关S1、S2均闭合，则（ ）。
A．只有灯泡L1熄灭； B．三只灯泡均熄灭；
C．灯泡L2、L3熄灭，L1更明亮；D．灯泡L3熄灭，L1、L2均更明亮
【答案】C。
【解析】一节干电池的电压为1.5V，三个灯泡的规格均为“1.5V、0.5W”，则每个灯泡的额定电压等于电源电压。
由图可知，当开关S1闭合、S2断开时，L2、L3并联后再与L1串联，此时三只灯泡均能发光；由串联电路的电压特点可知，每个小灯泡的电压均小于1.5V。
若将开关S1、S2均闭合，则灯泡L2、L3被短路，此时电路中只有灯泡L1，L1两端电压增大为1.5V，L1的实际功率增大，所以L1更明亮，故C正确，A、B、D错误。
4.如图所示的电路中，闭合开关S1、S2，电流表、灯泡L1和L2均能正常工作。则下列说法正确的是（ ）。
A．开关S1闭合，S2断开，电源外部电流流向为a→b→c→d；
B．开关S1、S2都闭合，灯泡L1和L2并联；
C．开关S1、S2都闭合，通过灯泡L1的电流一定大于通过灯泡L2的电流；
D．闭合S1、S2中任意一个开关，都会有灯泡发光
【答案】B。
【解析】由电路图可知，开关S1闭合，S2断开，电源外部电流流向为d→c→b→a，故A错误；由电路图可知，闭合开关S1和S2，L1与L2首首相连、尾尾相连，两灯是并联的，故B正确；开关S1、S2都闭合，L1与L2并联，由于不知道两灯泡的情况，不能判断通过灯泡L1的电流与通过灯泡L2电流的关系，故C错误；开关S1在干路上，控制所有用电器，开关s2控制灯泡L1，故只闭合S1，灯泡L2发光，S1、S2都闭合，两灯泡都发光，只闭合S2的两灯泡都不发光，故D错误。
5.下列电路中，属于并联电路的是（ ）。
【答案】A。
【解析】该电路有两条电流的路径，即两电阻并联，属于并联电路，故A符合题意；该电路只有R1连入，为R1的基本电路；故B不符合题意；该电路只有R2连入，为R2的基本电路；故C不符合题意；电流从电源正极出发依次经两个灯泡回到电源的负极，只有一条电流的路径，故为串联电路；故D不符合题意；故应选A。
6.小明在实验室里连接了如图所示的电路，对此电路的认识，正确的是（ ）。
B.小灯泡并联，电压表测电源电压；B.小灯泡串联，电压表测L2的电压；
C.若灯L1短路，则电压表示数为零；D.若灯L2短路，则电压表示数为3V
【答案】B。
【解析】在观察电路的连接时，可以直接拆掉电压表，电流表视为一根导线，在观察电路，就简单了。本题中拆去电压表，可以看到电流只有一条路径，所以两灯泡串联；电压表并联在L2两端测L2的电压；B正确，A错误；电压表测量的是L2的电压，所以灯L1短路，则电压都加到L2两端，电压表示数为3V，若灯L2短路，则电压表示数为零，C、D错误。
7.如图所示的电路中，若同时闭合开关S1和S3、断开S2，电阻R1与R2是 的；若只闭合开关S2，电阻R1和R2是 的。（均选填“串联”或“并联”）
【答案】并联、串联。
【解析】若同时闭合开关S1和S3、断开S2，则电流只有两条路径：正极→R1→S3→负极，正极→S1→R2→S3→负极，故R1、R2并联；若只闭合开关S2，电流只有一条路径：正极→R1→S2→R2→负极，因此R1、R2串联。
8.如图所示，闭合开关后小灯泡L1、L2均正常发光，它们连接方式是 联；过一会发现有一个小灯泡熄灭，而电流表的示数不变，则电路中出现的故障是 。
【答案】并、L2断路。
【解析】（1）由电路图可知，闭合开关S后，电流从电源正极开始分支，分别经过两个灯泡再回到电源负极，因此两灯泡并联连接；（2）图中电流表测L1支路的电流，电流表的示数不变，说明小灯泡L1没有故障，则故障在L2上；若L2短路，小灯泡L1也同时被短路，两个灯泡都不亮，所以只能是L2断路。
9.图中，能直接测量通过灯L1电流的电路是（ ）。
【答案】D。
【解析】A：图中电流表在干路上，电流表测干路电流，故A不符合题意。
B：图中电流表与L1串联，但电流表的正负接线柱接反了，不能测L1的电流，故B不符合题意。
C：图中两灯泡并联，电流表与L2串联，电流表测L2支路的电流，不能直接测量通过灯L1的电流，故C不符合题意。
D：图中电流表与L1串联，电流表的正负接线柱正确，能直接测量通过灯L1的电流，故D符合题意。故选D。
10.带有烘干功能的滚筒洗衣机，要求洗衣和烘干均能独立进行。下列电路设计符合要求的是（ ）。
【答案】D。
【解析】A．由电路图可知，开关S1闭合时电动机工作，再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作，加热器不能独立工作，故A不符合题意。
B．由电路图可知，开关S1闭合时加热器工作，再闭合S2时电动机和加热器并联同时工作，电动机不能独立工作，故B不符合题意。
C．由电路图可知，开关S1闭合时电动机和加热器串联同时工作，再闭合S2时电动机工作，加热器不能独立工作，故C不符合题意。
D．由电路图可知，只闭合S1时电动机工作，只闭合S2时加热器工作，电动机和加热器均能独立进行，故D符合题意。
类型二：电路设计问题
1.四詹完全相同的灯泡，额定电压均为110V，将它们接在220V的照明电路中，下面四种连接方式中最佳的连接方式为（ ）。
【答案】C。
【解析】A：当四盏灯泡串联时，具有分压作用，每盏灯两端电压为
×220V=55V，而额定电压是110V，所以灯泡都不能正常发光；同时一盏灯损坏，其它灯泡都不能发光；故A不符合题意。
B：当四盏灯并联在220V电路中时，每盏灯两端实际电压都是220V，而额定电压是110V，所以灯泡会被烧坏不能发光；故B不符合题意。
C：两只灯泡先串联再与另两只串联的灯泡并联在220V电路两端，因为电阻串联具有分压作用，所以每盏灯两端实际电压都是110V，都能正常发光；当一盏灯烧坏时，此支路没有电流，与之串联的灯泡不能发光，但另一支路不受影响，另外两只灯泡能够正常发光．故C符合题意。
D：两只灯泡先并联再与另两只并联的灯泡串联在220V电路两端，因为电阻串联具有分压作用，所以每盏灯两端实际电压都是110V，都能正常发光．但当某盏灯烧坏时，与之并联的另一盏灯两端电压升高也可能烧坏，造成整个电路断路，另外两只灯泡无法发光；故D不符合题意。
2.某同学在洗浴时发现卫生间的排气扇可单独工作，但照明灯L1和采暖灯L2不能同时工作，下列电路图中符合要求的是（ ）。
【答案】A。
【解析】由题意可知，排气扇可单独工作，则排气扇与照明灯L1和采暖灯L2并联，照明灯L1和采暖灯L2不能同时工作，说明照明灯L1和采暖灯L2由一个单刀双掷开关控制，由此可将B、C选项排除。
图D中当开关与2连接时，照明灯L1和采暖灯L2同时工作，不符合题意，故D错误，只有A选项正确。
3.某学校的前、后两个门各装一个开关，传达室内有红、绿两盏灯和电池组，若前门来人闭合开关时红灯亮，后门来人闭合开关时绿灯亮，图中的电路符合要求的是（ ）。
【答案】C。
【解析】由题意知，两个灯泡并联，且各有一个开关控制，前门开关控制红灯，后门开关控制绿灯，故C符合题意。
4.为了提高行车的安全性，有的汽车装有日间行车灯，如图所示。当汽车启动时，S1闭合，日间行车灯L1，立即亮起，再闭合S2，车前大灯L2也亮起。图所示的电路图中符合这一情况的是（ ）。
【答案】D。
【解析】A．由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡均不亮，故A不符合题意。
B．由电路图可知，只闭合S1时，两灯泡都亮，再闭合S2时，L1不亮，故B不符合题意。
C．由电路图可知，只闭合S1时，车前大灯L2亮，再闭合S2时，日间行车灯L1亮，故C不符合题意。
D．由电路图可知，只闭合S1时，日间行车灯L1亮，再闭合S2时，车前大灯L2亮，故D符合题意。
5.小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，请你根据小明设计的意图，用笔画线代替导线完成题图的电路。
【解析】由于楼上楼下均可控制LED灯的发光与熄灭，所以楼上楼下两个开关必需串联，但需要一条备用线路作为交替控制，为此需要把两个开关的两个触点串接起来，并将楼上（或楼下）开关的另一端与LED灯的一端串接起来，并把灯的另一端连接到零线上，最后再将楼下（或楼上）开关的另一端连接到火线上即可（见图示）。
6.如图，使用笔画线代替导线完成电路。要求：两灯并联，开关控制干路，电流表测量干路电流，导线不能交叉。
【解析】由题意可知，两灯泡应并联，电流表应位于干路，然后与开关和电源组成电路，补充实物连接如图所示：
7.按要求作图。图中是简易手动交通信号灯模拟电路的一部分，请补画一根导线，使开关S接1时，只有L1、L2亮，开关接2时，只有灯L3、L4亮。
【解析】由图可知，将灯泡L3的右端接线柱与电源正极连接，则可实现开关S接1时，只有L1、L2亮（L1、L2并联），开关接2时，只有灯L3、L4亮（L3、L4并联）；如图所示。
8.根据电路图，以笔画线代替导线连接实物电路。
【解析】由电路图可知，R和L1串联再与L2并联，电流表测通过L2的电流，电压表测R和L1两端电压，开关在干路上控制整个电路，实物连接如图所示。
9.家用电吹风工作时，可以单独吹冷风，也可以吹热风，但不能只发热不吹风，下列符合要求的电动机和电热丝连接方式的电路是（ ）。
【答案】D。
【解析】A：由图可知，电热丝和电动机并联，开关S在干路上，开关S断开时，电吹风不工作，故A不符合题意。
B：有图可知，只有开关S1闭合，电热丝工作，电吹风只发热不吹风，故B不符合题意。
C:由C图可知，电热丝和电动机串联，电动机不能单独工作，电吹风不能单独吹冷风，故C不符合题意。
D：由D图可知，只闭合开关S 1时，电动机工作吹冷风；再闭合开关S2时，电动机和电热丝同时工作吹热风；只闭合开关S2时，电热丝不工作，不会出现只发热不吹风的现象，故D正确。
10.有一个看不见内部情况的小盒（如图甲），盒上有两只灯泡，由一个开关控制，闭合开关两灯都亮，断开开关两灯都灭；拧下其中任一灯泡，另一灯都亮．图乙中，符合要求的电路图是（ ）。
【答案】C。
【解析】A．由电路图可知，两灯泡串联，拧下其中任一灯泡，电路断路，另一灯都不亮，故A不符合题意。
B.由电路图可知，两灯泡并联，开关S位于L1支路，断开开关，灯泡L2仍亮，故B不符合题意。
C．由电路图可知，两灯泡并联，开关位于干路，闭合开关两灯都亮，拧下其中任一灯泡，另一灯都亮，故C符合题意。
D.由电路可知，开关S与L2并联后再与L1串联，闭合开关S，L2倍短路，L2不亮，L1亮，故D不符合题意。故此题答案是C。
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