初中物理2021考前突击练习32：电路的设计与识别

初中物理2021考前突击练习32：电路的设计与识别
一、单选题
1.某髙速公路收费站对过往的超载货车实施计重收费，小明同学结合所学的物理知识设计了如图所示的称重表原理图，对于小明同学的设计你认为（?? ）
A.?此设计可行，称重表由电压表改装??????????????????????B.?此设计可行，称重表由电流表改装
C.?此设计不可行，当车辆越重时电路中电流越小????D.?此设计不可行，电路中的R1没有作用
2.某实验创新小组的同学们设计了道路井盖移动报警电路。当井盖没有被移动，井盖开关 S 闭合，警示灯不亮；当井盖被移动，井盖开关 S 断开，警示灯 L 发光， R0 为保护电阻。下列电路图中符合设计要求的是（?? ）
A.????????????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????????????D.?
3.小明设计了一种照明电路图，其设计要求是：S1、S2分别为楼上和楼下的开关（都是单刀双掷开关），要求拨动其中任一开关，都能改变电灯原来的发光或熄灭状态．所示的四幅电路图中，既符合上述设计要求，又符合安全用电要求的是(??? )
A.???????????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????????????D.?
4.生活物理创造发明小组为医院三人间病房设计呼叫电路，在病人需要护理时，闭合床头开关，该病床对应的灯泡就会亮起，电铃发出铃声，就能及时通知值班室里的护土，护士根据亮灯情况判断是哪个床位呼叫，从而及时做出针对性处理．图中最合理的设计方案是(?? )
A.???????????????????????????????????B.?
C.?????????????????????????????????????D.?
5.为防止工人操作机器时受伤，厂家设计了一种新型切纸机，工人必须同时用双手分别按住左、右开关，机器才能正常工作，同时指示灯亮起，如图所示的电路设计可行的是（?? ）
A.????????????????????B.????????????????????C.????????????????????D.?
6.小明想设计一个“挂钩电子秤”，挂钩与滑动变阻器的滑片P固定在起，电路中接一个电表来反应所挂物体的重力大小，要求：在保证电路安全的情况下，挂的物体越重，电表的示数越大。以下电路图符合设计要求的是（ ???）
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????????D.?
7.九（7）班举办诵读比赛，小明负责设计表决器，要求：①三位裁判裁定选手为优秀就按下自己面前的按钮（开关）；②语文老师为主裁判，控制按钮甲；两名副裁判（学生）分别控制按钮乙、丙；③主裁判和至少一名副裁判都按下自己前面的按钮时，指示灯泡L才亮。下面是小明设计的四个电路图，其中符合要求的是（????? ）
A.???????B.???????C.???????D.?
8.下图是小亮设计的家庭电路图,下列选项中正确的是（?? ）
A.?电路中丙灯和丁灯是串联的?????????????????????????B.?丁灯的安装及开关的连接是正确的
C.?两孔插座和三孔插座的连接都是正确的???????D.?用试电笔正确接触M和N点时,试电笔的氖管均不发光
9.老师要求同学们设计一种具有冷风、热风两种功能，并且不吹风就不能发热的电吹风电路，在图中所示的电路设计中符合要求的（ ??）
A.??????????B.??????????C.??????????D.?
10.某电吹风有冷风和热风两个档位。下列是某同学设计的该电吹风简化电路图，R是电热丝。其中正确的是（?? ）
A.??????????????????????????????????B.?
C.???????????????????????????????????D.?
11.小明为自己家的养牛场设计了一款补水提示器，其工作原理如图所示，水量减少时滑片上移。下列分析错误的是（?? ）
A.?如果选择电压表，水量增多时电表示数变大????????B.?如果选择电流表，水量减少时电表示数变小
C.?与电压表相比，选择电流表设计电路更节能????????D.?如果选择电流表，R0可以在水太多时保护电路
12.小明要设计一款电热水壶，能实现自动抽水和加热，且抽水和加热能独立操作。下列符合要求的电路是（?? ）
A.????????????B.????????????C.????????????D.?
13.小亮发现骑车上学的同学们，因为赶时间经常忘记收起自行车支架便骑车或没有锁车就离开，因此他设计了提醒收支架和锁车的电路。当车的支架支起（开关S1闭合）时，蜂鸣器响起，提醒锁车；当车上好锁抽出钥匙（开关S2断开）后，蜂鸣器停止发声。如下图所示的四个电路设计，其中符合要求的是（?? ）
A.??????????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????????D.?
14.雾天能见度低，骑车易发生交通事故，要减速慢行。小鹏要为自行车设计一种“雾灯”，以提示过往的行人和车辆。要求工作时灯泡能持续交替闪烁。忽略弹性衔铁和电磁铁线圈电阻， 下列电路中符合设计要求的是（?? ）
A.??????????????????????????????????????B.?
C.??????????????????????????????????????????????D.?
15.汽车转向灯电路要求：左转弯时只能左转向灯亮，右转弯时只能右转向灯亮。下列设计最合理的是（?? ）
A.???????B.???????C.???????D.?
16.智能指纹锁是利用计算机信息技术、电子技术、机械技术等多项技术于一体的高科技产品。它的“钥匙”是特定人的指纹（相当于开关S1）、磁卡（相当于开关S2）或应急钥匙（相当于开关S3），三者都可以单独使指纹锁内的电动机M工作而打开门锁。同学们根据上述电路特点设计了如图所示的四个电路图，其中符合设计要求的是（?? ）
A.?????????????????????????????????????????B.?
C.????????????????????????????????????????????D.?
二、填空题
17.“光控开关”在光线暗时自动闭合，光线亮时自动断开；“声控开关”在有声音时自动闭合，一段时间后，若再无声音则自动断开．现设计一个电路，要求：①灯能一直熄灭；②灯能一直亮；③灯在光线较暗且有声音时才亮．小明和小华设计了如图甲、乙两个电路，能达到设计要求的电路是________（选填“甲”或“乙”）；另一个电路无法达到设计要求，原因是无法实现上述要求________（填序号①、②或③）．
三、实验探究题
18.如图甲、乙是小红和小致设计的身高测量仪，图中人的脚底均与电阻 R 的底部相平，请根据两图的电路设计回答问题。
（1）身高越高，电压表示数越大的是____________。（选填字母，）
A.甲
B.乙
C.甲和乙
（2）当身高为零，电压表示数也为零的是__________。（选填字母）
A.甲
B.乙
C.甲和乙
（3）若身高为2m，电压表示数正好为电压表的最大值3V，则身高为1m 时，电压表示数正好为1.5V 的是___________。（选填字母）
A.甲
B.乙
C.甲和乙
（4）小致为了进一步探究电表变化的规律，设计了图丙所示的电路，若当某人身高为H时，电压表示数为U。当有一人身高比H高10cm 时，电压表示数为2U，则当另一人身高比H低10cm 时，则电压表示数________ U2 （选填“＞”、“＜”或“＝”）。
19.小明为养鸡场设计报警电路。养鸡场的前、后门分别装有开关S1、S2,动物闯入时开关会自动闭合。要求:只要动物闯入任意一个门,电铃都能响起报警。图中符合设计要求的是(?? )
A.????????B.????????C.????????D.?
20.爱米在学习电与磁后，设计了如图所示电路进行实验：
（1）请你利用安培定制则断通电螺旋线管上端是________极；

（2）开关S由触点1换到触点2，小磁针NS极指向________(选填“改变”或“不改变”)；
（3）滑片P不动，爱米将开关S从1换到2上，观察吸引的大头针数目不同的目的是来研究________的关系；
（4）滑片P向左移动，吸引的大头针数目________(选填“不变”、”减小“或”增多“)。
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】 B
【解答】由图知道，称重表与电阻串联，所以应是由电流表改装，若为电压表，则两个电阻只相当于是导线，电压表测量电源电压，示数不改变，A不符合题意，B符合题意；由图知道，当车辆越重时，弹簧越短，即滑片向下滑，R接入电路的阻值越小，由欧姆定律知道，电路的电流会变大，称重表的示数也会大，C不符合题意；若物体很重时，滑片会滑到最下端，此时若没有电阻R1 ，则会造成电源短路，烧坏电源和电流表，所以，电路中的R1 具有保护称重表的作用，D不符合题意，
故答案为：B．

【分析】汽车质量大，滑片下移，接入电路中的电阻变小，电路中的电流变大，故可以用电流指示质量。
2.【答案】 B
【解答】当井盖没有被移动，井盖开关 S 闭合，警示灯不亮；当井盖被移动，井盖开关 S 断开，警示灯 L 发光，说明井盖开关S与警示灯L可以单独工作，互不影响，所以井盖开关S应该与警示灯L并联。 R0 为保护电阻。所以应该在干路上，保护整个电路。
故答案为：B。

【分析】当开关和用电器并联时，开关闭合，用电器短路，不能工作。
3.【答案】 A
【解答】在家庭电路中，开关灯泡的开关要接在火线和灯泡之间，BD不符合题意，两个单刀双掷开关都能控制灯泡的亮、灭，则灯泡在干路上，A符合题意，C不符合题意。
故答案为：A.
【分析】开关灯泡的开关接在火线和灯泡之间，两个开关控制灯泡时，灯泡在干路上。
4.【答案】 B
【解答】由题意分析可知，不同病人闭合开关后应亮起不同的灯，以区分是哪个床位的病人，且对应开关控制对应灯泡通断，则三个灯泡应由三个开关控制并联在一起，电铃起到提醒作用，有一个足够，则电铃放在干路位置即可，则综合可得B选项图中最适合，故答案为：B。
【分析】互不影响的用电器是并联电路的；各支路开关控制支路用电器。
5.【答案】 C
【解答】A．闭合 S1 灯泡会工作，闭合 S2 电动机会工作，A不符合题意；?
B．闭合任何一个开关，电路都会正常工作，B不符合题意；
C．只有两个开关都闭合，机器才能正常工作，同时指示灯亮起，C符合题意；
D．闭合 S1 后，机器能正常工作，同时指示灯亮起，D不符合题。
故答案为：C。

【分析】电路的基本连接方式有两种，一种是串联，一种是并联，两个串联的用电器相互影响，两个并联的用电器互不影响；结合题目给出的电路的要求，结合选项设计电路即可。
6.【答案】 A
【解答】A.根据图像，滑动变阻器和定值电阻串联，电压表和滑动变阻器并联，物体越重，接入电阻越大，电压表示数越大，A符合题意；
B.根据图像，电流表和滑动变阻器并联，滑动变阻器短路，改变物体，电流表示数不变，B不符合题意；
C.滑动变阻器和定值电阻串联，电压表和电阻并联，滑动变阻器电阻变大，电压表示数减小，C不符合题意；
D.根据图像，滑变电阻最小时，电源短路，电路不安全，D不符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据电路的连接方式和电表的位置，结合电阻的变化判断电表的变化。
7.【答案】 C
【解答】由题意可知，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。C符合要求，ABD不符合要求。
?故答案为：C。

【分析】结合题目给出的电路的要求，结合选项设计电路即可。
8.【答案】 B
【解答】A．电路中丙灯和丁灯是独立工作、互不影响的，所以它们是并联的，A不符合题意；
B．火线直接进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接进入灯泡的螺旋套，这样在更换灯泡时，断开开关，切断火线，更安全，B符合题意；
C．对于两孔插座是：左零右火；据图可知，两孔插座接到了零线和地线之间；三孔插座的左孔接的是零线，上孔接的是地线，右孔接的是火线，故两孔插座连接错误，三孔插座的连接正确，C不符合题意；
D．图中M点位于火线上，所以试电笔接触M点，氖管发光，N点与零线连接，所以试电笔接触N点，氖管不发光，D不符合题意。
故答案为：B

【分析】家庭电路中，开关要连在火线上，保险丝和空气开关要连在火线上，三孔插座遵循遵循左零右火上接地的连线，用电器的金属外壳要接地线，可以防止表面带电而引发触电事故。
9.【答案】 D
【解答】A．由A电路图可知，电动机和电热丝是串联连接，当电路中只有一个开关闭合，则电路不能工作，须两个开关同时闭合，电路才通路，但此时电动机和电热丝都工作，所以只有吹热风，A不符合题意；
B．由B电路图可知，电热丝和电动机是并联，且无论电动机这个支路的开关闭合与否，若干路的开关闭合，电热丝就会工作，即此电路只能吹热风，B不符合题意；
C．由C电路可知，这是个并联电路，当电动机支路上的开关闭合时，电路吹冷风，当两个开关同时闭合，电路吹热风，但是只闭合电热丝支路上的开关时，电热丝单独工作，C不符合题意；
D．由D电路图可知，这是个并联电路。只闭合干路开关时，电动机工作，此时吹冷风，同时闭合两个开关时，电路吹热风，而只闭合支路开关时，电热丝不工作，D符合题意。
故答案为：D。

【分析】根据用电器互不影响的特点，设计并联电路，且支路有开关。
10.【答案】 B
【解答】A．当开关S1闭合，S2断开时，电热丝和电动机都工作，此时吹热风，但是电热丝和电动机串联在电路中，电热丝和电动机不一定达到额定功率，当两个开关都闭合时，电热丝不工作，只有电动机工作， A不符合题意；
B．当开关S1闭合，S2断开时，电热丝不工作，电动机工作，此时吹冷风，当两个开关都闭合时，电热丝和电动机都工作，此时吹热风，B符合题意；
C．当开关闭合时，电热丝和电动机都工作，只能吹热风，C不符合题意；
D．当开关S1闭合，S2断开时，电热丝工作，电动机不工作，此时不吹风，将烧坏吹风机；当两个开关都闭合时，电热丝和电动机都工作，此时吹热风，D不符合题意。
故答案为：B

【分析】各用电器可以单独工作的电路，是并联电路。
11.【答案】 C
【解答】A．如果选择电压表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中，且电压表测R上半部分的电压， 因电压表接在滑片上，把电压表看作开路，则R相当于一个定值电阻接入电路中（无论滑片如何移动，变阻器接入电路的阻值不变）；闭合开关S，水量增多时，滑片下移， R上半部分的电阻增大， R上半部分的电压增大，即电压表示数变大，A正确，不符合题意；
B．如果选择电流表，滑动变阻器R和定值电阻R0串联在电路中，电流表电路中的电流，水量减少时，滑片上移，滑动变阻器连入电路的阻值增大，电路总电阻增大，据欧姆定律可知，电路电流减小，即电表示数变小，B正确，不符合题意；
C．与电压表相比，选择电流表设计电路的总电阻较小，电路电流较大，由P=UI可知，电路的总功率较大，不节能，C错误，符合题意；
D．如果选择电流表，在水太多时，滑动变阻器R的滑片移到最下端，滑动变阻器连入电路的阻值为0，若去掉R0 ， 则电路发生短路，所以R0可以在水太多时保护电路，D正确，不符合题意。
故答案为：C。

【分析】当电路中电阻越小电流越大，电路相同时间消耗的电能越多。
12.【答案】 A
【解答】A．A图电路中，电动机和电阻并联，两支路各有一个开关，抽水和加热可以独立工作，，A符合题意；
B．B图电路中，电动机和电阻并联，电阻支路有一个开关，另一开关在干路，加热功能不可以独立工作，B不符合题意；
C．C图电路中，电动机和电阻并联，电动机支路有一个开关，另一开关在干路，抽水功能不能独立工作，C不符合题意；
D．D图电路中，电动机和电阻串联，当开关S2闭合时，电动机被短路，电动机不能独立工作，D不符合题意。
故答案为：A。

【分析】各用电器能独立工作的电路是并联电路，并联电路中支路开关控制支路用电器。
13.【答案】 D
【解答】A．S1未闭合时，蜂鸣器会一直在响，A不符合题意；
B．开关S1闭合时，蜂鸣器被短路，不可能响起，B不符合题意；
C．蜂鸣器被S2短路，S1闭合时，蜂鸣器不可能响起，C不符合题意；
D．开关S1闭合时蜂鸣器响起，开关S2断开后蜂鸣器停止发声，D符合题意。
故答案为：D。
【分析】由题意可知，当车的支架支起时蜂鸣器响起，说明S2、S1、电源、蜂鸣器组成的电路通路；当车上好锁抽出钥匙后蜂鸣器停止发声，说明S2、S1、电源、蜂鸣器组成的电路断路，据此逐个分析每个选项。
14.【答案】 B
【解答】A．由电路图可知，闭合开关后，电磁铁有磁性，吸下衔铁，灯泡发光，而电磁铁一直有电流，磁性不变，动触点无法与下面的静触点分开，灯泡会一直发光，A不符合要求；
B．由电路图可知，闭合开关后，电磁铁与灯泡中都有电流经过，灯泡发光且电磁铁有磁性，电磁铁将动触点吸下，与静触点分离，电路被切断，灯熄灭且电磁铁无磁性，弹性衔铁弹性形变恢复，动触点与静触点接触，电路通路，灯泡发光且电磁铁又具有磁性，如此反复，灯泡持续闪烁，B符合要求；
C．由电路图可知，闭合开关后，电磁铁有磁性，吸下衔铁，电磁铁一直有电流，磁性不变，动触点无法与下面的静触点分开，而灯泡被短路，会一直不发光，C不符合要求；
D．由电路图可知，闭合开关后，电磁铁有磁性，吸下衔铁，衔接与上面的触电分开，灯泡不发光，而电磁铁一直有电流，磁性不变，动触点无法与上面的静触点接触，灯泡会一直不发光，D不符合要求。
故答案为：B。

【分析】电磁继电器工作时，利用了电磁铁通电有磁性，断电无磁性工作。
15.【答案】 B
【解答】生活经验知道：左（或右）边前后的两个灯坏了一盏，另一盏正常发光，所以这两个灯应该并联，AC不符合题意；
左右两边灯不能同时亮起，只能亮一边，B符合题意，D不符合题意。
故答案为：B。

【分析】各用电器能单独工作是电路是并联电路，并联电路中干路开关可以控制多个用电器。
16.【答案】 D
【解答】由题意可知，三个开关中任意一个开关闭合，电动机均能工作，则三个开关应并联再与电动机串联接入电路，
故答案为：D。

【分析】多个开关分别控制用电器时，开关并联。
二、填空题
17.【答案】 甲；②
【解答】 甲、乙两电路图相对比，若要满足①灯能一直熄灭，甲图可以断开S2 ， 乙图可以断开S1和S2；
甲图同时闭合S1和S2 ， 可实现②灯能一直亮，乙图由于光控开关在干路中，故只有在光线较暗时才能实现灯亮，乙图无法满足②灯能一直亮；
若要满足③灯在光线较暗且有声音时才亮，甲图只闭合干路开关S2即可，乙图也是闭合S2；
故综上所示，甲图可以同时满足三个要求，而乙图无法满足要求②。

【分析】若要满足①灯能一直熄灭，甲图可以断开S2 ， 乙图可以断开S1和S2；甲图同时闭合S1和S2 ， 可实现②灯能一直亮，乙图由于光控开关在干路中，故只有在光线较暗时才能实现灯亮，乙图无法满足②灯能一直亮；若要满足③灯在光线较暗且有声音时才亮，甲图只闭合干路开关S2即可，乙图也是闭合S2.
三、实验探究题
18.【答案】 （1）C
（2）C
（3）B
（4）>
【解答】(1)甲图中，身高越高，接入电路的电阻越大，根据串联分压规律可知，电压表示数也越大；乙图中身高越高，则电压表测量的电阻阻值越大，则示数越大，故答案为：C；(2)甲图中身高为零时，变阻器接入电路阻值为零，则电压表示数也为零；乙图中，当身高为零时，电压表测量的电阻阻值为零，则电压表示数为零，故答案为：C；(3)甲图中若身高2m时电压表为最大示数3V， R2R2+R0=U1U总
当身高为1m时，即滑动变阻器接入电路阻值为2m时的一半，此时其分压减小， R22R22+R0=U2U总
则U2不等于U1的一半，即示数不为1.5V；图乙中若身高2m时，电压表测最大阻值电压，为3V，当身高为1m时，电压表测一半阻值电压，根据分压规律可知，电压也为原来的一半，即1.5V，故答案为：B；(4)假设身高为H时，滑动变阻器接入的电阻为R，10cm高度的电阻为ΔR，则当身高为H测量时 R0R+R0=UU总
当身高比H高10cm来测量时，接入电阻变小 R0R0+R?ΔR=2UU总
当身高比H低10cm来测量时，接入电阻变大 R0R0+R+ΔR=U′U总
联立可得 U′=2U3
即电压表示数大于 U2 。

【分析】（1）（2）结合甲、乙、丙三个电路图，明确滑动变阻器的有效电阻，串联分压，结合电阻的变化判断电压的变化；
（3）高度最高时，滑动变阻器的分压大，身高低时，滑动变阻的分压小，结合电路图求解即可；
（4）定值电阻和滑动变阻器是串联关系，串联分压，分得的电压和电阻成正比，列方程判断即可。
19.【答案】 A
【解答】根据要求，当开关中任意一个闭合时，电铃响起，则开关并联，和电铃串联，根据电路图，A符合题意。
故答案为：A.
【分析】根据电路要求，当任意开关闭合，用电器工作，则开关并联。
20.【答案】 （1）S
（2）不改变
（3）通电螺旋管磁性强弱和线圈匝数
（4）减小
【解答】（1）根据安培定则，判断螺旋管上端为S极；（2）当改变S的位置，电路中的电流大小变化，但磁极不变，小磁针的偏转方向不变；（3）当S从1到2，电路中线圈匝数减少，磁性变弱，吸引的大头针减少，可以探究磁性强弱和线圈匝数的关系；（4）当滑片向左，电阻变大，电流减小，磁性变弱，吸引的大头针减少。
【分析】（1）利用安培定则可以判断螺旋管的磁极位置；（2）电流的大小对螺旋管的磁极位置没有影响；（3）改变线圈匝数，可以探究磁性强弱和线圈匝数的关系；（4）通电螺旋管的磁性强弱和电流的大小有关。