第十五章 电流和电路
第3节 串联和并联
一、串联和并联
1.串联电路:把元件逐个______连接起来组成的电路叫做串联电路。其特点是:电流只有一条路径;各元件之间是互相影响的;开关控制______,且控制效果与开关的位置无关。例如:_______。
2.并联电路:把元件_______连接起来组成的电路叫做并联电路。其特点是:电流的路径有一条干路和若干条支路;各支路元件互不影响;干路的开关控制________,支路的开关只能控制________。例如:___________。
二、串、并联电路的比较
串联电路 并联电路
连接特点 用电器逐个顺次连接,只有一条电流的路径,无分支 各用电器并列地连接在电路的两个点之间,有干路与支路之分
工作特点 任意一个用电器断路,其他用电器均停止工作 某一支路断路时,其他支路上的用电器仍可工作
开关控制特点 电路中任意位置的一只开关,即可控制整个电路的工作 干路开关控制整个电路的所有用电器,支路上的开关只能控制所在支路上的用电器
连接方法和技巧 逐个顺次,一一连接 “先串后并法”或“先并后串法”
电路图
顺次 所有用电器 节日用的小彩灯 并排 所有用电器 开关所在支路的用电器 家庭电路
一、串、并联电路的识别方法
串联电路和并联电路的识别是学习电学的基础,既是电学部分的重点,又是一个难点。识别电路,要根据电路的基本特点判断,不能只从电路的形状判断,对于较复杂的电路,要根据电路的特征、开关的控制作用、用电器的工作状态等画出等效(或简化)电路图。下面介绍识别电路常用的四种方法。
1.定义法:若电路中各元件是逐个顺次首尾相连的,此电路就是串联电路。若各元件(用电器)“首首相接,尾尾相接”地连在电路中(“首”即为电流流入用电器的那一端,“尾”即为电流流出用电器的那一端),此电路就是并联电路。
2.电流法:电流法是识别串、并联电路最常用的方法。所谓“电流法”就是在识别电路时,让电流从电源的正极出发经过各用电器回到电源的负极,如果途中不分流,电流始终沿一条路径,这些用电器的连接方式就是串联;如果电流在某处分为几条支路,电流在电路中有分有合,则这些用电器之间的连接方式就是并联。
注意:若支路上不止一个用电器,或分成几条支路后,电流又经过用电器回到电源负极,这个电路中有串联也有并联,该电路常常被称为混联电路。如图所示均为混联电路。
3.拆除法:拆除法是识别较难电路的一种重要方法,它的原理就是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。在串联电路中,拆除任何一个用电器,其他用电器就没有电流;在并联电路中,拆除任何一个用电器,其他支路上的用电器仍有电流通过。所谓“拆除法”,就是基于这两个特点,逐个拆除电路中的用电器,根据电路中其他用电器中有无电流通过来识别电路的方法。这种方法思路简单,易学易懂。
4.节点法:所谓“节点法”就是在识别不规范电路的过程中,不论导线有多长,只要其间没有电源、用电器、电压表等,导线两端点均可以看成同一个点,从而找出各用电器两端的公共点。
如图甲所示的电路,由“节点法”知:A、B、D其实是同一点,这点接在电源的正极上,C、E、F其实也是同一点,这点接在电源的负极上,也就是三个小灯泡连接在公共点A、F之间,三个小灯泡是并联的,简化后的电路图如图乙所示。
甲 乙
【例题1】 如图所示的电路中,属于用电器串联的是
A. B.C. D.
参考答案:A
二、判断电路的连接是否正确的方法
1.看电路的基本组成部分是否齐全,电源、用电器、导线和开关四个部分缺一不可;
2.仪表接法是否符合其使用规则和要求;
3.电路是否有短路现象,是否会烧坏仪表、用电器或电源;
4.电路是否有断路电箱,是否会造成仪表或用电器不起作用;
5.电路的连接是否符合题意要求,各元件能否起到预期的作用。
【例题2】 教室里投影仪的光源是强光灯泡,发光时温度很高,必须用风扇给予降温。为了保证灯泡不被烧坏,要求:带动风扇的电动机启动后,灯泡才能发光;风扇不转,灯泡不能发光,则以下所设计的四个简化电路图中符合要求的是
A. B. C. D.
参考答案:C
试题解析:当电风扇的电动机启动后,灯泡才能发光;风扇不转,灯泡不能发光,故电动机和灯泡并联且应当有一个开关在干路中,一个开关在灯泡的支路中;由选项可知C符合题意,ABD均不符合题意,故选C。学.科.网
三、由电路图连接实物图的方法
1.按照电路图把元件一一地放在对应的位置;
2.把所有的开关都断开;
3.按照一定顺序连接各电路元件,一般从电源的正极开始,按照电流经过路径顺序逐个连接,最后接到电源的负极,也可以从电源的负极开始,以相反的顺序连接,最后回到电源的正极。
注意:一般导线不交叉。
【例题3】请根据电路图1,连接图2中的实物图。
参考答案:
四、生活中的电路
【例题4】 现代社会倡导文明出行。某同学观察了人行横道的红、绿灯后,画出如图中的四种控制红绿灯工作的简化电路,你认为符合实际的电路是
A.B. C. D.
参考答案:B
1. 关于电路的连接方法,下列说法正确的是
A.家中的空调和台灯可能串联也可能并联
B.汽车的车头灯和车尾灯一定是并联
C.马路上同一路口的红绿灯一定是串联
D.教室里的日光灯一定是串联
2. 小峰为了探究某电动玩具车内部电动机与指示灯的连接方式,他将这辆玩具车的电池取下,保持开关闭合,转动车轮,车上的指示灯还能发光,进一步探究发现,玩具车内部电路是由电源、开关、电动机、指示灯各一个组成的,则该玩具车电路中电动机与指示灯
A.可以确定,一定并联
B.可以确定,一定串联
C.可以确定,串联、并联都行
D.需要再断开开关,转动车轮,观察指示灯是否发光,才能判断
3. 如图所示电路中,下列关于灯炮L1﹑L2、L3连接说法中不正确是
A.S1﹑S2都断开,L1﹑L3串联
B.S1﹑S2都闭合,L2﹑L3并联
C.S2断开,S1闭合,L1﹑L3串联
D.S2断开,S1闭合,只有L3能发光
4.某同学观察他家里的电动自行车后发现:不管捏紧左边还是右边的车闸,车尾的一盏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,下列指示灯的示意图合理的是
A. B. C. D.
5.在如图所示的电路中,下列说法正确的是
A.灯泡L1和L2并联,电流表测的是L1支路的电流
B.灯泡L1和L2并联,电压表测量的是电源电压
C.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L2的电压
D.灯泡L1和L2串联,电压表测的是L1的电压
6.在如图的各个电路图中,符合实物连接的是
A. B.
C. D.
7. 如图所示的电路,要使L1和L2两盏灯组成并联电路,则开关
A.S1、S2断开,S3闭合
B.S1、S3断开,S2闭合
C.S2断开,S1、S3闭合
D.S1、S2闭合,S3断开
8. 下面列举的常见电路中,属于串联的是
A.节日里一串小彩灯 B.家庭中的冰箱和电视
C.家庭中的电灯 D.马路上的路灯
9.一种声光报警器的电路如图所示。闭合开关S1和S2后,会出现的现象是
A.灯亮,铃不响 B.灯不亮,铃不响
C.灯亮,铃响 D.灯不亮,铃响
10.教室里投影仪的光源是强光灯泡,发光时必须用风扇给予降温。在使用投影仪时,要求先启动带动风扇的电动机,再使灯泡发光;如果风扇不启动,灯泡就不能发光。如图所示的电路图中能符合要求的是
A. B.
C. D.
11.在如图所示的电路中,当开关S1﹑S2断开或闭合时,下列关于三灯连接的情况错误的是
A.S1﹑S2都断开,L1﹑L3串联
B.S1﹑S2都闭合,L1﹑L2并联
C.S1断开,S2闭合,L1﹑L3串联
D.S1断开,S2闭合,只有L1能发光
12. 举重比赛有甲、乙、丙三个裁判其中甲为主裁判,乙和丙为副裁判。若裁判认定杠铃已被举起,就按一下自己前面的按钮。要求主裁判和至少一个副裁判都按下自己前面的按钮时,指示杠铃被举起的灯泡L才亮。以下符合这一要求的电路是
13.如图所示的电路,要使灯泡L1、L2组成串联电路必须闭合开关______;要使L1、L2组成并联电路必须闭合开关______;如果只让L1发光,只需闭合开关______。
14. 请根据图(a)所示的电路图,将(b)图中的各电路元件连接成对应的电路(用笔画线作导线)。
15. 根据如图所示的实物连线图,在虚线方框中画出对应的电路图。
16. 现有电源、三盏灯、开关和若干根导线。要求:
(1)将下图所示的实物连接成两盏灯并联,L1只由一个开关S1控制,L2由S1和S2共同控制的电路,导线不许交叉。
(2)根据实物连接图,在方框内画出电路图。
17.为保证司乘人员的安全,轿车上设有安全带未系提示系统。当乘客坐在座椅上时,座椅下的开关S1闭合,若未系安全带,则开关S2断开,仪表盘上的指示灯亮起;若系上安全带,则开关S2闭合,指示灯熄灭。下列设计最合理的电路图是()
A. B.
C. D.
18. 下列是四种模拟病房呼叫电路的设计图,其中设计最佳的是
A. B. C. D.
19.现在许多楼道灯的亮和灭都是由光控开关和声控开关控制的。白天,即使楼道有声音,灯也不亮。天黑后,哪一层楼道有声音,哪一层楼道的灯就会自动亮起来。若用S光表示光控开关,用S声表示声控开关,请你在图中将这种楼道灯自动控制电路图画完整。(只画两层楼道的灯,在符合设计要求的条件下,要求开关数量最少)
20. 为方便夜间开锁,有人发明了“感应照孔门把手”,只有夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的LED灯才亮。它利用感应开关S1(有人摸把手,S1闭合;无人摸把手,S1断开)以及光敏开关S2(白天,S2断开;夜间,S2闭合)控制电路,达到目的。请完成电路连接。
21.如图所示的电路中,有几根导线尚未连接,请用笔画线代替导线补上。补上后要求
(1)两灯泡并联;
(2)电流表测灯L1的电流;
(3)闭合开关后,向A端移动滑动变阻器的滑片P,两灯均变暗。
22. 家庭用电吹风,可以根据需要调节选择开关,实现吹冷风或吹热风的功能,为人们的生活带来许多方便。如图中的四种电吹风电路能够实现上述功能的是
A. B.C.D.
23. 小聪观察家里的冰箱,发现冰箱的灯在开冰箱门时亮,关冰箱门时灭;冰箱的压缩机则在需要制冷时才工作。关于冰箱里的灯和压缩机的连接方式,下列判断正确的是
A.一定是串联 B.一定是并联
C.有时是串联,有时是并联 D.不能判断是串联还是并联
24. 新型公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的按钮,当乘客按下任一个按钮时,铃声响起,提醒司机有乘客要下车。下图中符合要求的电路是
25. 某品牌手持式电动螺丝刀如图甲所示,它有两个开关,其中开关S控制照明灯和电动机,开关S1只控制照明灯,则如图乙所示的电路图中符合要求的是
26. 为了生活方便,卧室里的同一个照明灯通常用2个开关控制。一个安装在进门处,另一个在床头附近,操作任意一个开关均可以开灯、关灯。图是小明用电池作为电源设计的四个电路模型,能满足要求的是(其中A图中的Sl、S2及C图中的S1为单刀双掷开关)
27. 如图所示,公交车后门左右扶杆上各装有一个相当于开关的按钮。当乘客按下任一按钮时,铃声响起,提醒司机有人要下车。图中符合要求的电路是
28. 如实物图所示,以下判断正确的是
A.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L1两端的电压
B.灯L1与灯L2并联,电压表测灯L2两端的电压
C.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压
D.灯L1与灯L2串联,电压表测灯L2两端的电压
29. 如图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。
30. 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。
1.B【解析】家庭电路中各用电器工作时互不影响,所以家庭电路中用电器之间是并联的,故AD错误;汽车的车头灯和车尾灯可以同时工作,也可以单独工作,所以它们是并联的,故B正确;马路上同一路口的红绿灯都是单独工作的,所以它们是并联的,故C错误,故选B。学.科.网
2.A【解析】电池取下,保持开关闭合,转动车轮,车轮带动电动机转动,电动机变成了发电机,转动车轮,车上的指示灯还能发光,说明此时电动机、指示灯构成闭合回路,故电动机与指示灯是并联的;如果电动机与指示灯是串联的,拆去电池、闭合开关后,电动机、指示灯组成的电路是开路,指示灯不会发光。故选A。
4.D【解析】不管捏紧左边还是右边的车闸,车尾的一盏刹车指示灯均会亮起,说明这两个开关都能控制指示灯,而且两开关互不影响,即两开关并联;电动自行车的前后转向灯可以单独工作,所以它们是并联的。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,说明由两个开关而且一个开关控制一个灯泡,综上分析,只有D选项符合题意。
5.D【解析】电压表在识别电路时可以看成是开路,由图,电流从电源正极流出通过电流表和L1、开关和L2回到电源负极,所以灯光L1和L2串联,电流表测电路中的电流,电压表测L1两端电压。故ABC错误,D正确。
6.A【解析】电源正极出来经过干路开关S1,分别流入两个灯泡后,一起经过干路开关S2,回到负极,故A符合。
7.D【解析】根据电流流向可知,当S1、S2闭合,S3断开时,灯L1和L2首首相连、尾尾相连,两灯组成并联电路。故选D。
8.A【解析】家庭中的各盏照明灯、马路上的各盏路灯如果有一个损坏,则其他的灯正常工作,即互不影响、独立工作,所以它们之间属于并联电路,故CD不符合题意;家里的冰箱和电视也能独立工作,所以也属于并联电路,故B不符合题意;节日里一串小彩灯,如果一个坏了,不亮,则其他的灯都不能正常工作,所以家庭装饰用的一串小彩灯属于串联,故选A。
9.A【解析】开关S1和S2都闭合时,电路发生局部短路,即电铃短路,电流不再通过电铃;故灯泡亮,但电铃不响。故选A。
10.B【解析】干路中开关闭合,灯泡马上工作,电动机会在支路开关作用下工作,因此A选项不符合题意;干路中开关闭合,电动机马上工作,而灯泡会在支路开关的作用下工作,因此B选项符合题意;开关闭合后,电动机和灯泡同时工作,因此C、D选项不符合题意。故选B。
12.B【解析】由题意可知,当两个副裁判对应的按钮可以单独工作、并且互不影响,而主裁判的按钮与副裁判的按钮工作时相互影响,因此两个副裁判对应的开关乙和丙并联连接后与主裁判对应的开关甲串联连接,故B符合,ACD不符合,故选B。
13.S1 S2、S3S3
【解析】如下图所示的电路中,
断开开关S2、S3,闭合开关S1时,灯泡L1和L2串联;
如下图所示的电路中:
断开开关S1,闭合开关S2、S3时,灯泡L1和L2并联;
如下图所示的电路中:
只需闭合开关S3时,电路中只有L1发光。
14.
15.
【解析】电流从正极开始分支,一支经灯泡L1,另一支经开关S2、灯泡L2,然后两支汇合共同经过S1回到电源负极,如图所示。
16.
【解析】根据题目中要求,可连线实物图和对应的电路图如图所示。
18.B【解析】由图示电路图可知,指示灯与电铃串联后并联在两支路中,闭合任一开关,指示灯亮、电铃响,但是具体哪一个支路,无法分辨,因此不符合题意,故A错误。由图示电路图可知,两指示灯并联在两支路中,电铃串联在干路中,每个开关控制一条支路,因此符合题意,故B正确为答案。由图示可知,灯泡与电铃串联由同一开关控制,因此不符合题意,故C错误。由图示电路可知,两指示灯并联在两支路中,电铃串联在干路中,开关S1控制整个电路,开关S2控制指示灯L2,当两开关都闭合时,两个指示灯都亮,无法分辨是哪个病房病人在呼叫,因此D不符合题意。
19.
【解析】天亮时光控开关自动断开,天黑时闭合,有人走动发出声音,声控开关闭合,两个开关同时闭合,灯就会自动亮。所以两个开关应相互影响同时符合闭合条件,即光控开关和声控开关应串联,再和灯泡串联。但不同楼道的灯工作时不能相互影响,各有各自的声控开关控制,利用一个光控开关在干路上即可,电路图如下:
20.
【解析】由题意可知,感应开关S1、光敏开关S2串联共同控制LED灯,电路图如下。
21.
22.A【解析】由电路图可知,当触点接触2、3时,电路为电动机的简单电路,电吹风吹冷风;当触点接触1、2时,电动机和电热丝同时工作,电吹风吹热风,故A符合题意;由电路图可知,当触点接触1、2时,电路为电热丝的简单电路,电动机不工作,不能吹出热风,故B不符合题意;由电路图可知,当触点接触1、2或2、3时,电动机和电热丝同时工作,电吹风吹热风,当电路无法实现电动机单独工作,即无法吹冷风,故C不符合题意;由电路图可知,当触点接触1、2时,电动机和电热丝同时工作,电吹风吹热风;当触点接触2、3时,电路为电热丝的简单电路,电动机不工作,不能吹出热风,故D不符合题意;故应选A。
23.B【解析】在串联电路中,用电器工作互相影响,某一用电器不工作时,其他用电器也不工作;在并联电路中,用电器工作互不影响,某一用电器不工作时,其他支路用电器照常工作。由题意知,灯与压缩机工作互不影响,故它们是并联的。故本题正确选项是B。
24.C【解析】当乘客按下任一按钮,铃声都会响起,说明这两个开关可以独立工作、互不影响即为并联,且电铃位于干路上,由图示电路图可知,C符合题意,ABD不符合题意,故选C。学.科.网
26.A【解析】分析四个图可知,B图中只有两个开关同时闭合,灯才能亮;C图中开关S2断开时,开关S1无法对灯进行控制;D图中两个开关中只要一个闭合,另一个就不起作用了;A图中的两个开关能满足题目的所有要求;故应选A。
27.C【解析】当乘客按下任一按钮,铃声都会响起,说明这两个开关可以独立工作、互不影响即为并联,且电铃位于干路上,由图示电路图可知,C符合题意,ABD不符合题意;故应选C。
28.C【解析】由实物图可知,电流从正极出发经开关、电流表、灯泡L2、L1回负极,电压表并联在L1两端,则灯L1与灯L2串联,电压表测灯L1两端的电压,故C正确,ABD错误,故选C。
29.
【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。
30.
201
A B C D