15.3 串联和并联
一.选择题(共4小题)
1.电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2.在行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
2.在如图所示的四个电路中,哪个电路中三个电灯是并联的( )
A.
B.
C.
D.
3.小红发现教室里的一个开关可以同时控制两盏灯。图中符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
4.学校校园有前后两道门,为了加强校内安全,学校给值班室安上了指示灯,只有当两道门都关上时(关上一道门相当于闭合一个开关),值班室内的指示灯才会发光,表明门都关上了。下列图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
二.填空题(共6小题)
5.如图所示的电路中,若只需要灯L1亮,则需要闭合开关 ;要使灯Ll、L2串联,则应只闭合开关 ;要使灯L1、L2并联,则应只闭合开关 。
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S1、S2,两个灯泡L1、L2都正常发光;若开关S2断开,则灯泡L1 ,灯泡L2 (选填“发光”或“不发光”),电流表示数 。
7.下面列出了关于串联电路与并联电路的一些特点和结论,其中属于串联电路特点的结论的是 ;属于并联电路特点的结论是 。(选填序号)
①各电路元件相互影响,不能独立工作;
②电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和;
③开关既可以控制所有用电器,也可以只控制某个用电器;
④电路中各处的电流都相等;
⑤电路中任意一个用电器短路,整个电路都短路;
8.如图所示,在封闭盒子上表面有两个小灯泡和一个开关,电路的其他部分都在盒子内,无法看到。闭合开关两灯都亮,断开开关,两灯都灭,小明无法判断盒中两灯是串联还是并联,请根据你所学知识帮助他判断两灯连接方式: 。
9.如图,A、B、C、D是四个接线柱,要使灯L1、L2串联,应把 两个接线柱连接起来;如要使灯L1、L2并联,应把 两个接线柱和 两个接线柱连接起来。
10.如图所示,只闭合S1,电灯L1、L2组成 电路,断开S1,闭合S2、S3,电灯L1、L2组成 电路,同时闭合S1、S3,电路会形成 (选填“断路”或“短路”)。
三.作图题(共8小题)
11.现代住宅小区的单元楼梯口常安装防盗门,并装有电子对讲系统。假如有客人要到808号家庭,他在单元门口按下808号的按键,则808号家中的门铃就响了,家人在家中接电话问清楚来历后,按下一个开关就能开启防盗门。假如防盗门由电动机控制,而且电路中只有一个电源,那么电铃和电动机是如何连接的?请在下面虚线框内设计出电路图,图中要表明单元门口以及808号家庭的开关。
12.请按下列要求设计电路:(画在框内)
(1)只闭合开关S1,灯L1亮,灯L2不亮;
(2)只闭合开关S2,L1和L2两灯都不亮;
(3)开关S1、S2都闭合,L1和L2两灯都亮
13.高铁每节车厢都有两间洗手间,只有当两间洗手间的门都关上时(每扇门的插销都相当于一个开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”。请你设计上述电路,并将电路图画在图中方框内。
14.有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁,它利用感应开关S1(有人摸门把手时,S1闭合;无人摸门把手,S1断开)以及光敏开关S2(天暗时S2闭合,天亮时S2断开)控制电路,达到目的。请根据上述描述,在图中完成电路连接。
15.根据以下要求,设计电路,将设计好的电路图画在方框中,并在图中用笔画线代替导线连接相应的实物电路。要求:
(1)只闭合S1时,红灯发光,绿灯不发光
(2)S1、S2都闭合时,两灯都发光
(3)只闭合S2时,两灯均不发光。
16.电冰箱的压缩机(电动机)是由温控开关控制的,冷藏室中的照明灯是由门控开关控制的,即开冰箱门时照明灯亮、关冰箱门时照明灯灭。请在图中用笔画线连接好符合上述特点的电冰箱工作电路图。
17.小明设计了一个电学“魔盒”:盒内有L1和L2两只灯泡,盒外有S1和S2两只开关。当只闭合S1时只有L1发光,再闭合S2,则L1和L2均正常发光;只闭合S2时,L1和L2均不发光。根据以上叙述,请你在虚线框内画出“魔盒”的电路图。
18.家用电吹风,由电动机和电热丝等组成,为了保证电吹风的安全使用,要求只能吹热风或吹冷风,不能只发热不吹风;请在图在用笔画线连接好符合要求的电路图。
参考答案与试题解析
一.选择题(共4小题)
1.电动自行车两刹车手柄中各有一只开关S1和S2.在行驶中用任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开,电动机停止工作。以下电路符合要求的是( )
A. B.
C. D.
【分析】任一只手柄刹车时,该手柄上的开关立即断开、电动机停止工作说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联。
【解答】解:由题意可知,两开关应串联接在电路中,根据选项可知D符合题意,ABC不符合题意。
故选:D。
2.在如图所示的四个电路中,哪个电路中三个电灯是并联的( )
A.
B.
C.
D.
【分析】解决此题要知道并联电路是指将所有用电器的一端连在一起,另一端也连在一起,再连入电路的两点间而组成的电路。即不是一条电路,而是由多条路径组成的。
【解答】解:A、由于电压表相当于开路,电流表相当于导线,所以此电路中左边的灯泡短路,且是一个串联电路,故不符合题意;
B、由于电压表相当于开路,故此电路中的三个灯泡串联,故该选项不符合题意;
C、由于电流表相当于导线,故该电路中的三个灯泡并联,故该选项符合题意;
D、由于电压表相当于开路,故此电路中的三个灯泡串联,故该选项不符合题意;
故选:C。
3.小红发现教室里的一个开关可以同时控制两盏灯。图中符合要求的电路图是( )
A. B.
C. D.
【分析】根据开关与所控制用电器必须串联,若开关要同时控制并联电路中几个的用电器,则开关必须连在干路上。
【解答】解:由题意可知,电灯是教室里的,使用的是照明电压,两盏灯必须是并联的;
因为并联电路干路中的开关也可以控制整个电路,所以由一个开关同时控制两盏灯,则开关必须连在干路上。分析电路图可知A选项符合题意。
故选:A。
4.学校校园有前后两道门,为了加强校内安全,学校给值班室安上了指示灯,只有当两道门都关上时(关上一道门相当于闭合一个开关),值班室内的指示灯才会发光,表明门都关上了。下列图中符合要求的电路是( )
A. B.
C. D.
【分析】只有当两道门都关上时,值班室内的指示灯才会发光,两个开关控制一个指示灯,所以两个开关为串联。
【解答】解:A、两个开关和灯串联,只有两个开关都闭合时,指示灯才会发光,符合要求;
B、两个开关都闭合时,灯泡和电源都被短路,不符合要求;
C、两个开关并联,闭合任何一个开关,指示灯都会发光,不符合要求;
D、当S1闭合时,电源被短路,不符合要求。
故选:A。
二.填空题(共6小题)
5.如图所示的电路中,若只需要灯L1亮,则需要闭合开关 S1 ;要使灯Ll、L2串联,则应只闭合开关 S3 ;要使灯L1、L2并联,则应只闭合开关 S1与S2 。
【分析】(1)已知用电器的连接方式,要判断开关的断开与闭合情况,可以用电流流向法来进行分析;
(2)在串联电路中,电流只有一条流通路径;而在并联电路中,电流从正极出发,有多条流通路径,
最后都汇合到电源的负极;据此判断即可。
【解答】解:(1)只要灯L1发光时,只有灯L1接入电路,由电路图知:
应闭开关合S1、断开开关S2、S3,等效电路图如图一所示;
(2)使灯L1、L2串联,电流只有一条流通路径,由电路图知,
电流路径应为:电源正极﹣﹣灯L2﹣﹣开关S3﹣﹣灯L1﹣﹣电源负极,
由此可判断出:开关S1、S2应断开,而开关S3应闭合,等效电路图如图二所示;
(3)灯L1、L2并联时,电流有两条流通路径,由电路图知:
开关S1与S2闭合,而S3应断开,等效电路图如图三所示。
故答案为:S1;S3;S1与S2。
6.在如图所示的电路中,电源电压保持不变。闭合开关S1、S2,两个灯泡L1、L2都正常发光;若开关S2断开,则灯泡L1 发光 ,灯泡L2 不发光 (选填“发光”或“不发光”),电流表示数 变小 。
【分析】由电路图可知,闭合开关S1、S2时,两灯泡并联,电流表测干路电流;若开关S2断开,L2被断路,电路为L1的简单电路,电流表测L1支路的电流,根据并联电路中各支路独立工作、互不影响可知通过L1电流的变化,根据并联电路的电流特点可知干路电流的变化。
【解答】解:由电路图可知,闭合开关S1、S2时,两灯泡并联,电流表测干路电流;
开关S2断开后,L2被断路,电路为L1的简单电路,电流表测L1支路的电流,则灯泡L1发光,L2熄灭;
因并联电路中各支路独立工作、互不影响,所以,通过L1电流不变;
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,
所以,干路电流变小,即电流表的示数变小。
故答案为:发光;不发光;变小。
7.下面列出了关于串联电路与并联电路的一些特点和结论,其中属于串联电路特点的结论的是 ①②④ ;属于并联电路特点的结论是 ③⑤ 。(选填序号)
①各电路元件相互影响,不能独立工作;
②电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和;
③开关既可以控制所有用电器,也可以只控制某个用电器;
④电路中各处的电流都相等;
⑤电路中任意一个用电器短路,整个电路都短路;
【分析】根据串并联电路的特点回答。
【解答】解:(1)由于串联电路中只有一条路径,则串联电路中各处的电流都相等;各电路元件工作时相互影响,不能独立工作;电路两端的电压等于各部分电路两端电压的总和;
(2)由于并联电路有多条支路,则干路开关控制整个电路,支路开关只控制本条支路;
各支路两端的电压相等,若电路中任意一个用电器短路,都会进去整个电路都短路;
故答案为:①②④;③⑤。
8.如图所示,在封闭盒子上表面有两个小灯泡和一个开关,电路的其他部分都在盒子内,无法看到。闭合开关两灯都亮,断开开关,两灯都灭,小明无法判断盒中两灯是串联还是并联,请根据你所学知识帮助他判断两灯连接方式: 断开开关,将其中一个小灯泡取下,再闭合开关,观察另一个小灯泡是否发光,若发光,两个小灯泡是并联;若不发光,两个小灯泡是串联 。
【分析】根据并联和串联电路的用电器工作特点分析判断。并联时各个用电器是相互不影响工作的,而串联时用电器是要相互影响工作的。
【解答】解:闭合开关,两小灯泡都发光,断开开关,将其中一个小灯泡取下,再闭合开关,观察另一个小灯泡是否发光,若发光,两个小灯泡是并联;若不发光,两个小灯泡是串联。
故答案为:断开开关,将其中一个小灯泡取下,再闭合开关,观察另一个小灯泡是否发光,若发光,两个小灯泡是并联;若不发光,两个小灯泡是串联。
9.如图,A、B、C、D是四个接线柱,要使灯L1、L2串联,应把 BC 两个接线柱连接起来;如要使灯L1、L2并联,应把 AC 两个接线柱和 BD 两个接线柱连接起来。
【分析】在串联电路中各用电器首尾相接,电路中电流只有一条路径,各用电器之间相互影响;
在并联电路中各用电器并列连接,电路中电流有多条路径,各用电器之间互不影响。
【解答】解:若连接B、C两个接线柱,电路中电流只有一条流通路径,则L1、L2 串联;如下图:
若把接线柱A与C连接,接线柱B与D连接,则电路中有两条电流的流通路径,此时L1、L2并联,如下图:
故答案为:BC; AC; BD。
10.如图所示,只闭合S1,电灯L1、L2组成 串联 电路,断开S1,闭合S2、S3,电灯L1、L2组成 并联 电路,同时闭合S1、S3,电路会形成 短路 (选填“断路”或“短路”)。
【分析】根据电流的走向分析,要使两灯泡并联,则电流可分成两条支路,分别经过两个灯泡,然后回到电源负极;
如果将所有开关都闭合,则电流可不经过用电器,由正极出发,直接回到电源的负极,造成短路。
【解答】解:(1)只闭合S1,电流只有一条路径,则电灯L1、L2组成串联电路;
(2)断开S1,闭合S2、S3,电流经开关S2有两条路径,一条经灯泡L1,另一条经灯泡L1、开关S3,则电灯L1、L2组成并联电路;
(3)同时闭合S1、S3,电流从正极出发,经S1、S2直接回到负极,造成短路。
故答案为:串联;并联;短路。
三.作图题(共8小题)
11.现代住宅小区的单元楼梯口常安装防盗门,并装有电子对讲系统。假如有客人要到808号家庭,他在单元门口按下808号的按键,则808号家中的门铃就响了,家人在家中接电话问清楚来历后,按下一个开关就能开启防盗门。假如防盗门由电动机控制,而且电路中只有一个电源,那么电铃和电动机是如何连接的?请在下面虚线框内设计出电路图,图中要表明单元门口以及808号家庭的开关。
【分析】由题意可知,在单元门口按下808号的按键时808号家中的门铃就响了,家人在家中按下一个开关就能开启防盗门,说明门铃和开启防盗门的电动机可以独立工作即为并联,且各有一个开关控制,据此进行解答。
【解答】解:经分析可知,门铃和开启防盗门的电动机并联,且各有一个开关控制,共用一个电源,电路图如下图所示:
12.请按下列要求设计电路:(画在框内)
(1)只闭合开关S1,灯L1亮,灯L2不亮;
(2)只闭合开关S2,L1和L2两灯都不亮;
(3)开关S1、S2都闭合,L1和L2两灯都亮
【分析】由题意可知,只闭合开关S1,灯L1亮,灯L2不亮,开关S1、S2都闭合,L1和L2两灯都亮,说明两灯泡可以独立工作即为并联,只闭合开关S2,L1和L2两灯都不亮,说明开关S1位于干路,开关S2位于S2支路,据此进行解答。
【解答】解:经分析可知,两灯泡并联,开关S1位于干路,开关S2位于S2支路,如下图所示:
13.高铁每节车厢都有两间洗手间,只有当两间洗手间的门都关上时(每扇门的插销都相当于一个开关),车厢中指示牌内的指示灯才会发光提示旅客“洗手间有人”。请你设计上述电路,并将电路图画在图中方框内。
【分析】由题意可知,只有当两间洗手间的门都关上时指示灯才会发光,说明两开关相互影响、不能独立工作即为串联,共同控制指示灯,据此进行解答。
【解答】解:由题意可知,只有当两间洗手间的门都关上时(即两开关都闭合),指示灯才会发光,说明两开关相互影响、不能独立工作,即两开关为串联,共同控制指示灯,如下图所示:
14.有人发明了“感应照孔门把手”只有在夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,从而方便夜间开锁,它利用感应开关S1(有人摸门把手时,S1闭合;无人摸门把手,S1断开)以及光敏开关S2(天暗时S2闭合,天亮时S2断开)控制电路,达到目的。请根据上述描述,在图中完成电路连接。
【分析】只有夜间且有人摸门把手时,锁孔旁的灯才亮,否则灯不亮,说明感应开关S1、光敏开关S2不能独立工作、即为串联,共同控制灯,据此进行解答。
【解答】解:由题意可知,感应开关S1、光敏开关S2串联共同控制灯,如下图所示:
15.根据以下要求,设计电路,将设计好的电路图画在方框中,并在图中用笔画线代替导线连接相应的实物电路。要求:
(1)只闭合S1时,红灯发光,绿灯不发光
(2)S1、S2都闭合时,两灯都发光
(3)只闭合S2时,两灯均不发光。
【分析】根据开关在不同状态下灯泡的发光情况分析两灯的连接方式,并确定开关的位置,由此画出电路图并连接实物。
【解答】解:
由题知,只闭合,红灯发光,不发光;S1、S2都闭合时,两灯都发光,说明两灯可独工作,即两灯并联,
只闭合S2时,两灯均不发光,说明S1时在干路上控制整个电路,开关S2绿灯支路上,由此画出电路图,并根据电路图连接实物如图所示:
。
16.电冰箱的压缩机(电动机)是由温控开关控制的,冷藏室中的照明灯是由门控开关控制的,即开冰箱门时照明灯亮、关冰箱门时照明灯灭。请在图中用笔画线连接好符合上述特点的电冰箱工作电路图。
【分析】由题意可知,电动压缩机与温控开关串联,照明灯泡与门控开关串联;灯和压缩机可以独立工作、互不影响,即为并联。
【解答】解: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,如下图所示:
17.小明设计了一个电学“魔盒”:盒内有L1和L2两只灯泡,盒外有S1和S2两只开关。当只闭合S1时只有L1发光,再闭合S2,则L1和L2均正常发光;只闭合S2时,L1和L2均不发光。根据以上叙述,请你在虚线框内画出“魔盒”的电路图。
【分析】闭合S1时只有L1发光,再闭合S2时L1和均发光,说明两个灯泡独立工作、互不影响即为并联,且开关合S2与L2串联控制L2;在S1闭合前,即使接通S2时,L2也不发光,说明开关S1位于干路,控制整个电路,据此设计电路图。
【解答】解:
由分析知:两灯并联,且开关S2控制L2,开关S1控制干路,如图所示:
。
18.家用电吹风,由电动机和电热丝等组成,为了保证电吹风的安全使用,要求只能吹热风或吹冷风,不能只发热不吹风;请在图在用笔画线连接好符合要求的电路图。
【分析】由题可知,电吹风吹冷风时只有电动机工作,吹热风时电动机和电热丝共同工作,说明电动机和电热丝互不影响即为并联;要求只能吹热风或吹冷风,不能只发热不吹风,说明一开关位于干路控制整个电路,另一开关位于电热丝支路控制该支路,据此进行解答。
【解答】解:经分析可知,电动机和电热丝并联,一开关位于干路,另一开关位于电热丝的支路,如下图所示: