第十五章 第3节 串联和并联- 2022-2023学年人教版物理九年级全册（有详解）

第3节串联和并联
基础知识·细解读
知识点一 认识串联和并联 【重点】
1.串联和并联的比较
连接方式 串联 并联
概念 电路元件逐个首尾顺次连接的电路连接方式叫串联 电路元件并列连在电路中的电路连接方式叫并联
实物图
电路图
电流路径 只有一条 至少有两条
有无分叉 无 无
2.干路和支路
(1)支路：并联电路中分叉以后只有部分电流通过的电路。
(2)干路：并联电路中所有电流都会通过的部分。
【例1】下图所示的四个电路图中，各开关都闭合后，灯泡L1与L2串联的是 ( )
关键一点：闭合开关后电流有没有分流，有——并联；无——串联。
解析：各开关都闭合后，A图中的L2被短接，A错误；B图中的L1与L2并联，B错误；C图中的L1、L2串联，C正确；D图中的L1与L2并联，D错误。
答案：C
图文助学
巧记两种电路
(1)串联电路：各用电器首尾顺次连接。
(2)并联电路：各用电器首首相接，尾尾相接。
知识点二 连接串、并联电路 【重点+难点】
实验：开关控制电路
(1)探究一个开关控制两个灯泡的电路
【实验设计1】
【过程及现象】①闭合开关，两灯泡都亮；断开开关，两灯泡都不亮。拧下一只灯泡，闭合开关后，另一只灯泡不亮了。②改变开关的位置，依次接在AB、CD中间，重复①操作，现象相同。
【结论】串联电路中，开关控制所有用电器。
【实验设计2】
【过程及现象】①闭合开关，两灯泡均亮；断开开关，两灯泡均不亮。②开关接在AB中间，重复①操作，现象相同。
【结论】在并联电路中，干路开关控制所有用电器。
(2)探究用一个开关单独控制一只小灯泡的通断(不影响其他灯泡的通断)
【实验设计】
【过程及现象】闭合开关s、s1、s2，两灯泡均亮。只断开S1，L1不亮；只断开s1，L2不亮；S1、S2同时断开，两灯泡均不亮。
【结论】在并联电路中，支路开关只能控制所在支路的用电器。
(3)归纳
①在串联电路中，开关控制所有用电器。在并联电路中，干路开关控制所有用电器，支路开关只能控制所在支路的用电器。
②在串联电路中，用电器工作相互影响，开关的位置对它控制的电路无影响；在并联电路中，各支路用电器工作互不影响。
提醒
电流走“捷径”
在并联电路中，电流往往会走“捷径”，即一股电流在从干路进入支路时，会自动选择无用电器的路径。我们在连接电路时要注意电流的这一特性，避免造成短路．
并联电路中各支路用电器互不影响。
物理脱口秀
串联电路的特点
串联就是一条路，
一灯烧毁全路断。
一个开关管全局，
开关位置无影响。
并联电路的特点
并联电路像河流，
出了干路分电流。
干路开关全控制，
支路电器独立行。
【拓展】两种方法判断串、并联电路
(1)拆除法
电路种类 串联电路 并联电路
方法阐述 拆除一个用电器，其他用电器不能工作 拆除一个用电器，其他用电器仍能工作
图示 解读 拆除一个灯泡，电路为断路，另外两灯不发光 拆除一个灯泡，另外两灯仍发光
(2)等效法
所谓等效法就是在识别复杂电路时，不论导线有多长，只要中间没有电源、用电器，导线的两端点均可以等效成同一个点。
如图甲所示电路结构相对复杂，用等效法识别电路时，把A、B、C等效成A点，D、E、F等效成F点，得到图乙。图乙即图甲的等效电路图．
图文助学
用等效法简化电路
导线间没有用电器的点合并，使复杂的电路图变得简单。
【例2】请按照图甲所示的电路图将图乙中的实物元件连接起来。
解析：首先在图甲中任选一条单一的回路，可以选择电池、开关S1和灯泡所组成的电路，在图乙中将对应的实物依次连接起来。将电池的正极接S1的右端，S1的左端接灯泡的左端，灯泡的右端接电池的负极。然后对照图甲，将漏选的电铃、S2连接在分流点(S1的左端)和会合点(灯的右端)，即S。的左端接电铃的左端，电铃的右端接S2的左端，2S的右端接灯的右端。
答案：如图所示。
提醒．
(1)电路连接过程中，所有开关都应处于断开状态。
(2)要特别注意有无短路的情况。
知识点三 生活中的电路
串联电路和并联电路都是最基本的电路，实际生活中的许多电路都是由最基本的电路组合而成的。
例如，用来装饰店面、居室，烘托欢乐气氛的彩色小灯泡多数是串联的，少数是串联和并联组合而成的；节日的夜晚，装点天安门等高大建筑物的成千只灯泡是并联的；家庭中各用电器都是并联的；街道两旁的路灯是并联的；竞赛用的抢答器是并联的；电冰箱中的灯泡和电动机之间是并联的。
【例3】小聪家里有一台透明门的电冰箱，当他打开冰箱门时，冰箱内的灯就亮；当他关闭冰箱门时，冰箱内的灯就熄灭，但压缩机依然工作，小聪断定冰箱门上有一个开关S，小聪的下列判断正确的是 ( )
A．冰箱内的照明灯和压缩机串联
B．冰箱内的照明灯和压缩机并联，开关S在干路上
C．冰箱内的照明灯和压缩机并联，开关S和照明灯串联
D．冰箱内的照明灯和压缩机并联，开关S和压缩机串联
解析：电路的基本连接形式有两种：一种是串联，在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响；另一种是并联，在并联电路中电流有多条流通路径，各个用电器之间互不影响，独立工作。当冰箱门打开时，压缩机工作，同时冰箱内的照明灯点亮；当冰箱门关闭时，压缩机工作，同时冰箱内的照明灯熄灭。由此可知冰箱内照明灯和压缩机能独立工作，所以属于并联电路，并且冰箱门上的开关S与照明灯串联。
答案：C
生活物理
生活中的电路
小彩灯是串联的，它们同时亮或灭。
厨房中各种电器是并联的，它们工作时互不影响。
常考题型·巧突破
题型一 串、并联电路
角度1 生活中的串、并联电路
【例1】(天津中考)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，下图中的电路符合要求的是 ( )
解析：根据题意，前门来人闭合开关时红灯亮，后门来人闭合开关时绿灯亮，说明两个灯泡都能单独工作，因此它们是并联的，并且都由各自的开关控制。A选项中两灯串联，故A选项不符合题意；B选项中前门开关和后门开关串联在绿灯的支路上，只有同时闭合这两个开关时，绿灯才亮，且红灯不受任何开关的控制，故B选项不符合题意；C选项中红灯和绿灯并联，并且两支路上都有单独的开关，故C选项符合题意；D选项中后门开关无法控制绿灯，故D选项不符合题意。
答案：C
针对训练
1．关于生活中的一些电路连接，下列说法不正确的是( )
A.道路两旁的一排排路灯，晚上同时亮，早晨同时灭，它们是串联的
B．家庭电路中，电视机与照明灯的工作互不影响，它们是并联的
C．正常工作的电路中某盏灯泡发生断路后其他用电器仍正常工作，则该灯泡与这 些用电器的连接方式是并联
D.楼道中的声控灯只有在天暗并且有声音时才能亮，因此声控开关和光控开关及灯 是串联的
角度2 串、并联电路的判断
【例2】(山东德州中考)右图是电冰箱的简化电路图，图中⑩是电冰箱压缩机内的电动机，L是电冰箱内的照明灯，下列判断正确的是 ( )
A．S1闭合、S2断开时，照明灯与电动机并联
B. S1、S2都闭合时，照明灯与电动机串联
C．打开冰箱门时，S1自动闭合，使得照明灯亮
D．冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作
解析：由题图可知，S1闭合、S2断开时，只有电动机可以工作，照明灯处于断路状态，A错误；S1、S2都闭合时，电流有两条路径，照明灯与电动机并联，B错误；打开冰箱门时，S2自动闭合，使得照明灯亮，C错误；冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作，D正确。
答案：D
针对训练
2．(四川巴中中考)如图所示的电路，下列有关说法正确的是 ( )
A．闭合S1，断开S2，L1发光，L2不发光
B．闭合S1、S2，L1、L2都发光
C．S1、S2都断开，L1、L2都不发光
D．闭合S2，断开S1，L1、L2都发光
3．如图所示的电路，要使两个小灯泡L1、L2串联，应 ( )
A．断开开关S1、S2，闭合开关S3
B．断开开关S1、S3，闭合开关S2
C．断开开关S1，闭合开关S2、S3
D．断开开关S2，闭合开关S1、S3
4．如图所示，两个灯泡通过灯座装在一个木匣子上，A、B、C、D分别是连接两灯泡灯座的接线柱。E、F两接线柱间接上电源后，两灯泡发光。如何判断两灯泡是串联还是并联 简要叙述你的判断过程。
规律总结
判断电路连接的绝佳思路
角度3串、并联电路的设计
【例3】(山东菏泽中考)为节省电能，楼道中的照明灯只有同时满足“天黑”和“有人路过楼道”时，才会自动亮。为满足用户要求，小强设计出了楼道照明灯的“智能控制电路”，控制电路由光控开关和声控开关组成，在下图中完成电路的连接。
解析：天黑时光控开关闭合，有人走动发出声音，声控开关闭合，灯亮，说明两个开关和照明灯不能独立工作，即两个开关和灯泡三者串联。
答案：如图所示。
5．有一商品仓库，后门进货、前门取货，现有红、绿两只灯泡和一个电铃、一个电池组、两个开关，还有若干条导线。请你为仓库值班人员设计一个电路：电铃响同时红灯亮，表示取货人在前门按开关；电铃响同时绿灯亮，表示送货人在后门按开关。要求在如图所示的方框内画出设计的电路图，图中要标明红灯、绿灯及对应的前门、后门的开关。
规律总结
解决设计电路问题最高效的方法
题型二 根据实物图画电路图和根据 电路图画实物图
角度1 根据实物图画电路图
【例4】在虚框中画出如图所示的实物电路的电路图。
解析：电流的流向为电源正极→S1→L2的右端→→S2的左端→电源负极，由此可以根据以上分析画出电路图。
答案：如图所示。
针对训练
6．试根据实物图在虚框中画出它的电路图，并在图上标出S1、S2、S3、L1、L2。
角度2 根据电路图画实物图
【例5】根据如图所示的电路图将实物图连接完整，用笔画线代替导线。
解析：由电路图可知，两灯泡并联，开关S控制干路；从电源正极出发，先把灯L2、开关S串联起来，回到电源负极；然后把灯L1与灯L2并联。
答案：如图所示。
规律总结
三步搞定根据电路图画实物图或根据实物图画电路图的问题
针对训练
7．(湖南永州中考)请根据下表中给出的信息，用笔画线代替导线将图中实物图补充连接成完整电路。
开关状态 灯泡发光情况
闭合S，断开S1、S2 L1、L2均不发光
闭合S、S1，断开S2 L1发光、L2不发光
闭合S、S1，断开S1 L1不发光、L2发光
断开S，闭合S1、S2 L1不发光、L2均不发光
易误易混·精辨析
易错点：不能正确确定电流的分流点
【例题】根据图甲所示的电路图连接图乙中的实物元件。
正解正确确定电路中分流点与合流点的位置，应用电流流向法分析电路，对电路中的元件可按电流流进与流出的次序定为前与后，即元件的电流流入端为前，电流流出端为后，在每根导线上标出电流的方向，这样就能方便地找出并联电路中分流点与合流点的位置。
答案如图所示。
【防错妙招】由于对电路结构不清楚，在做相关的题目时，不能正确确定电路中分流点与合流点的位置，误认为电流在S2之后汇合，造成开关S2在支路上的错误。正确解答本类问题的关键是找准电流的分流点与合流点。
高效训练·速提能
【基础必做】
1．(湖南邵阳中考)如图所示，开关能同时控制两盏灯，且一盏灯的灯丝断了也不影响另一盏灯工作的电路是 ( )
2.(四川巴中中考)抽油烟机有两个开关，使用时，有时需要照明灯和排气扇同时工作，有时需要它们独立工作，如图所示的电路中符合要求的是( )
3.九年级的志愿者想为敬老院的老人设计一个呼叫电路。他们的设想是：同一房间内两位老人都能单独控制同一只电铃，且能让值班室的工作人员区分出是哪位老人按铃呼叫的。下图中的四个电路，符合设想的是 ( )
4. (浙江绍兴中考)某款感应式垃圾桶如图所示。其工作原理如下：启动开关闭合后，垃圾桶才能正常使用，此时指示灯亮起；扔垃圾时只需将手伸到感应区上方一定距离内，感应开关自动闭合，动力装置工作，垃圾桶盖缓缓打开；手离开5 s后动力装置会控制桶盖闭合，然后感应开关自动断开。下列电路符合要求的是 ( )
5.串联电路和并联电路是电学中的两种基本电路，通过你的观察，学校里的路灯
是 联的，教室里的多媒体教学系统与开关之间是 联的。
6.(贵州黔西南中考)请将如图所示元件连接成电路，使两灯并联，开关同时控制两灯，要求最多只能用五根导线。
【能力锤炼】
7．对下图所示电路的分析错误的是 （ ）
A．当断开S1、S2，闭合S3时，L1与L2串联
B．当断开S3，闭合S1、S2时，L1与L2并联
C．当断开S1，闭合S2、S3时，L1与L2串联
D．只要同时闭合S1、S3，就会出现短路现象
8.下图是某取暖器的简化工作电路图。图中元件M是装有扇叶的电动机，元件尺(电热丝)通电时会产生热。当闭合开关 时只能送风，当闭合开关 时可以送热风。为了安全起见，取暖器一般都要安装一个跌倒开关S，使取暖器倾倒时整个电路断开，则跌倒开关s应安装在图中的 (选填“n”“6”“c”或“d”)处。
9.小刚和小强在连接串、并联电路时：
(1)在连接过程中，开关应该是 (选填“断开”或“闭合”)的。
(2)小刚连接了如图所示电路，如果闭合开关，两个灯泡都将 (选填“不会发光”或“会被烧坏”)，出现 (选填“断路”或“短路”)现象。
(3)小刚想将电路全部拆开，重新连接。小强认为只需拆除c这一根导线，就能成为两
灯 (选填“串联”或“并联”)的正确电路。小强将多余的c导线拆除以后，闭合开关时，小灯泡L1、L2都不亮。用一段导线的两端接触A、B两接线柱时，两灯都不亮；接触C、D两接线柱时，两灯也不亮；接触E、F两接线柱时，只有灯L1，亮。对此，下列判断正确的是 。
A．灯L1断路
B．灯L2断路
C．开关断路
D．灯L2被短接
(4)小强认为，在小刚连接的电路中，如果将某根导线的一端移接到另一位置，电路就能成为两灯并联的正确电路了。请在图中要移接的导线上打上“×”号，并画出改动后的导线。
【素养提升】
10．(山东临沂中考)小明家所在的小区安装了自动售水机。售水机既可以通过刷卡闭合“感应开关”，接通供水电机取水，也可以通过投币闭合“投币开关”，接通供水电机取水；光线较暗时“光控开关”自动闭合，接通灯泡提供照明。下列简化电路符合要求的是 ( )
11.“阳光动力2号”飞机上装有平衡警示电路，其中S为正对驾驶员的重力开关，金属片M可绕O点自由转动。当机翼水平时，M在a、b中间。当飞机严重左倾时，绿灯亮、电铃响；当飞机严重右倾时，红灯亮、电铃响。请完成电路连接。
本书参考答案
第3节串联和并联
常考题型·巧突破
1．A解析：并联电路中，开关在干路上也能控制所有的用电器，路灯的电路就是这样，A错误；并联电路中各用电器互不影响，串联电路中各用电器互相影响，B正确；并联电路中各支路互不影响，C正确；只有声控开关和光控开关同时闭合，灯才会亮，说明三者是串联的，D正确。
2．D解析：闭合S1，断开S2，会造成短路，L1、L2都不发光，A错误；闭合S1、S2会造成短路，L1、L2都不发光，B错误；S1、S2都断开，灯L1跟电源构成通路，灯L1亮，灯L2不亮，C错误；闭合S2，断开S1，灯L1、L2并联，L1、L2都发光，D正确。
3．B解析：S1、S2断开．S3闭合时，L2未连接在电路中，A错误；S1、S3断开，S2闭合时，L1、L2串联．B正确；S1断开，S2、S3闭合时，L2被短接，C错误；断开S2，闭合S1、S3，L1、L2并联，D错误。
4．拧下一只灯泡，若另一只灯泡熄灭，则两灯串联；若不熄灭，则两灯并联。
解析：串联电路只有一奈电流路径，只要一处断开，整个电路断路，即其他用电器不能工作；并联电路有两条或两条以上的电流通路，其中一个支路断开，其他支路的用电器仍然工作，即各用电器互不影响。
5．如图所示。
解析：根据题意可知，绿灯与红灯的工作情况互不影响，各自均可独立工作，则这两盏灯应该是并联的；前门开关与红灯在一个支路上，后门开关与绿灯在另一个支路上；无论红灯亮还是绿灯亮时，电铃均响，可知电铃应该在干路上。综合以上信息，设计电路图如上图如示。
6．如图所示。
解析：由实物电路可知，电流从电源正极出发，经过S3分为两条支路，一路经开关S1、灯L1另一路经灯L2、开关S2，然后共同回到电源负极。由此可见，两灯泡并联，开关S1控制灯L1所在支路；开关S2控制灯L2所在支路。
7．如图所示。
解析：由断开S。闭合S1、S2，L1、L2均不发光，可确定开关S在干路上。由闭合S、S1，断开S2，L1发光、L2不发光；闭合S、S2．断开S1，L1不发光、L2发光，可确定S1控制L1，S2控制L2。
高效训练·速提能
1．C解析：A图和B图中的两灯泡串联，开关能同时控制两盏灯，但两灯泡互相影响，A、B不符合题意；C图中的两灯并联．若一盏灯的灯丝断了，不影响另一盏灯的工作，c符合题意；D图中的两灯并联，但开关不能同时控制两盏灯，D不符合题意。
2．A解析：A图中，当两开关同时闭合时，照明灯和排气扇同时工作；只闭合S1，照明灯单独工作，只闭合S2，排气扇单独工作，A符合要求。B图中，照明灯可以单独工作，但不能让排气扇单独工作，B不符合要求。C图中，两个开关同时闭合时，照明灯和排气扇同时工作，但不能让照明灯或排气扇单独工作，C不符合要求。D图中，两个开关同时闭合时，会造成短路，D不符合要求。
3．C解析：A图中，两开关均可以独立控制电铃，但无法区别是哪位老人呼叫的，A不符合要求；B图中，开关S1闭合时会造成短路，B不符合要求；C图中，两开关并联且电铃位于干路，两支路开关均串联一个灯泡，可以达到两位老人都能单独控制同一只电铃且工作人员能区分出是哪位老人按铃呼叫的要求，C符合要求；D图中，开关S1闭合时，灯亮，电铃不响。D不符合要求。
4．C解析：由“启动开关闭合后，垃圾桶才能正常使用”得出启动开关在干路上，故B和D错误，感应开关只控制动力装置，故选C。
5．并 串 解析：学校里的路灯．若其中一只损坏，其他路灯仍然发光，说明各盏路灯在工作时是独立工作、互不影响的，因此它们的连接方式是并联。多媒体教学系统受开关的控制，与开关之间是串联的。
6．如图所示。
解析：本题考查实物电路的连接。两灯并联，开关同时控制两灯，开关应接在干路上。从电源正极出发，先把一只灯泡、开关串联起来，回到电源负极；然后把另一只灯泡并联在已连接的灯泡两端。
7．C解析：由题意结合题图可知，判断电路连接方式。可由电流路径来判断。当断开S1、S2．闭合S3时，L1与L2串联；当断开S3，闭合S1、S2时，L1与L2并联；同时闭舍S1、S3，就会出现短路现象，故A、B、D分析正确。当断开S1，闭合S2、S3时，L2被短接，故C分析错误。
8．S1 S1和S2 a 解析：若只闭合开关S1，则电路为电动机的简单电路，电流只经过电动机．所以取暖器只能送风。若将开关S1、S2都闭合，则电动机和电热丝并联，电流分两路分别经过电动机和电热丝，则取暖器吹出的是热风。要求跌倒开关在取暖器倾倒时切断整个电路，故跌倒开关应位于干路上，即图中a处。
9．(1)断开 (2)不会发光 短路 (3)串联 B (4)如图所示(也可在导线e上打“×”，用其将电源负极与E接线柱连接起来)。
解析：(1)连接电路时，开关必须处于断开状态.(2)根据电路图可知，如果闭合开关，导线直接将电源两极连接起来，造成了短路，因此灯泡都不发光。(3)根据电路图可知，拆除c这一根导线，电流从电源正极经开关后，依次经过两个灯泡回到电源负极，因此两灯串联连接。小强将多余的c导线拆除以后，闭合开关时，小灯泡L1、L2都不亮，说明电路出现了断路或短路。用一段导线的两端接触A、B两接线柱时，两灯都不亮；接触C、D两接线柱时，两灯也不亮；接触E、F两接线柱时，只有灯L1亮，说明L2断路，故选B。(4)使两灯成为并联的电路，电流从电源的正极出发．经开关分别流入两个灯泡，然后会合流回电源的负极。
10．A解析：根据题意可知，“感应开关”和“投币开关”都可以单独控制供水电机，所以“感应开关”和“投币开关”并联后，再与供水电机串联；“光控开关”控制灯泡，所以“光控开关”与灯泡串联．A正确。
11．如图所示。
解析：当飞机严重左倾时，绿灯亮、电铃响，开关接n，绿灯与电铃接入电路；当飞机严重右倾时，红灯亮、电铃响，开关接6，红灯与电铃接入电路。由题意可知，红灯与绿灯互不影响，能独立工作，它们是并联的。不论开关接口还是接6，电铃都接入电路，电铃串联在干路中。
教材参考答案
第3节串联和并联
教材第43页【想想议议】
能看懂。开关都闭合后，小灯泡L和小电动机M 是并联的。
教材第43页【动手动脑学物理】
1．两灯泡并联，每条支路由一个开关控制，电路连接
如图所示。
2．如图所示。
3．如图所示。
4．电路图如图所示。
实物图如图所示。
5．如图所示。