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专题2 串并联电路的识别与设计
串并联电路的识别是学习电学必备的一种技能，准确的识别串并联电路是后来学好欧姆定律、电功率最基础的一个知识储备。而串并联电路特点的掌握是根据要求设计电路的基础，设计电路就是根据串并联电路特点和题目要求进行设计的。
一、串并联电路的识别：
1、串并联电路特点：
串联电路 并联电路
定义 电路元件逐个按顺序首尾连接 两个或两个以上元件并列接在电路两点间
路径 只有一条 两条或多条
开关作用 控制整个电路 干路开关控制整个电路，支路开关只控制本支路
用电器关系 互相影响 互不影响
2、掌握串并联电路特点，利用串并联电路的四个特点，识别串并联电路：
（1）定义法判断：首尾相连是串联；“首首”相连，“尾尾”相连是并联。（“首”是电流的流入端，“尾”是电流的流出端）
（2）电流流向法判断：电流从电源正极出发，经过各个用电器回到电源的负极，不分流，只有一条电流路径的是串联；电流从电源正极出发，在某处分为几条支路，每条支路上有用电器，最后汇合回到负极的是并联。
（3）拆除法判断：拆除任意一个用电器，其他用电器都停止工作是串联；拆除任意一个用电器，不会影响其他用电器是并联。
例题1 （2021广西贺州）如图所示，所有开关都闭合时，下列电路属于串联电路的是（　　）
【答案】A。
【解析】电压表相当于断路，开关闭合后，灯泡L1、L2首尾相连，是串联，A正确；电阻R1、R2并列的接入电路两点间，是“首首相连，尾尾相连”,存在2条支路，两电阻并联，B错误；开关都闭合后，灯泡L1、L2“首首相连，尾尾相连”,存在2条支路，两灯泡并联， C错误；去掉电流表，开关都闭合，电阻R1、R2“首首相连，尾尾相连”,存在2条支路，两电阻并联，D错误。故选A。
【点拨】（1）我们所说的串并联电路是指用电器串联还是并联的电路，在分析的过程中，电流表、电压表可以去除不管。
（2）注意局部短路的情况：在分析电流流向时，由于用电器阻碍电流，所以，当用电器两端有导线并联时，电流“走导线不走用电器”，用电器就会被短路。如：下图中S2闭合，可以看成导线，电流经过L1后从S2流过，不经过L2，即电流“走导线不走用电器”，这样L2被短路，L1、L3两灯串联。
（3）并联电路不易判断，在并联电路中，不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器，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分流点或汇合点。
对点练：在如图所示的四个电路中，哪个电路中三个电灯是并联的（ ）
二、电路的设计：
1、电路设计的方法：根据题目要求电路设计电路时，根据题目要求结合串并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路，用电器互不影响的一般设计为并联电路；当有多个开关时，注意开关的控制作用。
2、设计题的一般步骤：
（1）根据题意，弄清用哪些器材；
（2）根据设计要求，画出初步草图；
（3）对照草图再根据要求验证；
（4）画出规范的电路图，完成设计。
例题2 （2021江苏常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（　　）
【答案】C。
【解析】由题意可知，灯只能在夜间且有声才能亮，所以两个开光应该串联，因为坏的灯泡不影响其他灯泡，所以灯泡并联，C正确。故选C。
【点拨】（1）用电器串并联：用电器互相影响的，一般设计为串联电路；用电器互不影响的，一般设计为并联电路。
（2）开关的串并联：两个或两个以上的开关同时闭合，用电器才能工作的，开关一般设计为串联；无论闭合哪一个开关，都能控制用电器，开关一般设计为并联。
（3）开关与用电器的关系：开关只能控制某个用电器，开关与用电器串联；开关能控制整个电路，开关设计在干路上；开关与用电器并联，开关闭合后用电器不工作，开关断开后用电器工作——局部短路。
对点练：（2021重庆）“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式，图是泡“工夫茶”用的电茶炉，在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，但不能同时加热，电路中符合要求的是（　　）
A．B．C．D．
1、（2021湖南长沙二模）如图所示的四个电路中，开关闭合后两个灯泡串联的是（　　）
2、（2021山东济南）抽油烟机是现代家庭的“好帮手”，它内部装有照明灯和电动机。使用时，有时需要照明灯和电动机各自独立工作，有时需要它们同时工作。下列如图所示的电路中，符合上述要求的是（　　）
A． B． C． D．
3、（2021吉林长春）小致设计了一款电动玩具警车。只闭合开关S1，警示灯L发光；只闭合开关S2，电动机工作，玩具警车运动。以下设计符合要求的是（　　）
A． B． C． D．
4、（2021浙江宁波）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（　　）
A． B．
C． D．
5、（2021湖北湖北）如图所示电路，下列说法中正确的是（　　）
A．只闭合S2时，只有R1接入电路工作 B．无论如何调节开关，R2与R1都不能串联
C．开关都闭合时，电流表示数最大 D．只闭合S1时，电压表示数为0
6、（2021湖南衡阳）常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是（　　　）　
A．B．C．D．
7、（2021贵州贵州）如图是新一代代步工具电动独轮车，依靠电力驱动低碳环保。当电源开关S1闭合时指示灯L亮起，独轮车处于待机状态，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机M才能启动，开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（　　）
A．B．C．D．
8、（2021河北石家庄市第四十二中学一模）如图所示，要使灯L1与L2串联，应该闭合开关______，断开开关______；如果要使灯L1与L2并联，则应该闭合开关______，断开开关______；如果三只开关全闭合，电路发生______。
9、（2021四川广安一模）在如图中增加一根导线，使三个灯泡并联（增加的导线不能和其它导线交叉）
【答案】见解析。
【解析】由图可知，电流从正极流出，经开关后，由ａ接线柱流入，则ａ、ｂ、ｆ三个接线柱连在一起，因为“首”，那么ｄ、ｅ、ｃ应为“尾”连在一起，所以应添加一根导线将ｅ、ｃ接线柱连接起来。故作图如下：
。
10、（2019福建漳州一模）小刚和小强在连接串并联电路的实验中。
（1）小刚连接了如图所示电路，如果合上开关，会出现________（选填“开路”或“短路”）现象。
（2）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强将导线________拆除，就是两灯串联电路；此时再闭合开关，发现L1不亮，L2会亮，你认为L1________（选填“烧坏了”或“没烧坏”）；
（3）在图的基础上小东将导线（选填“a”“b”或“c”）________改接到________，便形成两灯并联电路。专题2 串并联电路的识别与设计
串并联电路的识别是学习电学必备的一种技能，准确的识别串并联电路是后来学好欧姆定律、电功率最基础的一个知识储备。而串并联电路特点的掌握是根据要求设计电路的基础，设计电路就是根据串并联电路特点和题目要求进行设计的。
一、串并联电路的识别：
1、串并联电路特点：
串联电路 并联电路
定义 电路元件逐个按顺序首尾连接 两个或两个以上元件并列接在电路两点间
路径 只有一条 两条或多条
开关作用 控制整个电路 干路开关控制整个电路，支路开关只控制本支路
用电器关系 互相影响 互不影响
2、掌握串并联电路特点，利用串并联电路的四个特点，识别串并联电路：
（1）定义法判断：首尾相连是串联；“首首”相连，“尾尾”相连是并联。（“首”是电流的流入端，“尾”是电流的流出端）
（2）电流流向法判断：电流从电源正极出发，经过各个用电器回到电源的负极，不分流，只有一条电流路径的是串联；电流从电源正极出发，在某处分为几条支路，每条支路上有用电器，最后汇合回到负极的是并联。
（3）拆除法判断：拆除任意一个用电器，其他用电器都停止工作是串联；拆除任意一个用电器，不会影响其他用电器是并联。
例题1 （2021广西贺州）如图所示，所有开关都闭合时，下列电路属于串联电路的是（　　）
【答案】A。
【解析】电压表相当于断路，开关闭合后，灯泡L1、L2首尾相连，是串联，A正确；电阻R1、R2并列的接入电路两点间，是“首首相连，尾尾相连”,存在2条支路，两电阻并联，B错误；开关都闭合后，灯泡L1、L2“首首相连，尾尾相连”,存在2条支路，两灯泡并联， C错误；去掉电流表，开关都闭合，电阻R1、R2“首首相连，尾尾相连”,存在2条支路，两电阻并联，D错误。故选A。
【点拨】（1）我们所说的串并联电路是指用电器串联还是并联的电路，在分析的过程中，电流表、电压表可以去除不管。
（2）注意局部短路的情况：在分析电流流向时，由于用电器阻碍电流，所以，当用电器两端有导线并联时，电流“走导线不走用电器”，用电器就会被短路。如：下图中S2闭合，可以看成导线，电流经过L1后从S2流过，不经过L2，即电流“走导线不走用电器”，这样L2被短路，L1、L3两灯串联。
（3）并联电路不易判断，在并联电路中，不论导线有多长，只要其间没有电源、用电器，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分流点或汇合点。
对点练：在如图所示的四个电路中，哪个电路中三个电灯是并联的（ ）
【答案】C。
【解析】由于电压表相当于开路，电流表相当于导线，所以此电路中电流表短路，且是一个串联电路，A错误；由于电压表相当于开路，故此电路中的三个灯泡串联，B错误；由于电流表相当于导线，故该电路中的三个灯泡并联，C正确；由于电压表相当于开路，故此电路中的三个灯泡串联，D错误。故选C。
二、电路的设计：
1、电路设计的方法：根据题目要求电路设计电路时，根据题目要求结合串并联电路的特点来设计。用电器互相影响的一般设计为串联电路，用电器互不影响的一般设计为并联电路；当有多个开关时，注意开关的控制作用。
2、设计题的一般步骤：
（1）根据题意，弄清用哪些器材；
（2）根据设计要求，画出初步草图；
（3）对照草图再根据要求验证；
（4）画出规范的电路图，完成设计。
例题2 （2021江苏常州）青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（　　）
【答案】C。
【解析】由题意可知，灯只能在夜间且有声才能亮，所以两个开光应该串联，因为坏的灯泡不影响其他灯泡，所以灯泡并联，C正确。故选C。
【点拨】（1）用电器串并联：用电器互相影响的，一般设计为串联电路；用电器互不影响的，一般设计为并联电路。
（2）开关的串并联：两个或两个以上的开关同时闭合，用电器才能工作的，开关一般设计为串联；无论闭合哪一个开关，都能控制用电器，开关一般设计为并联。
（3）开关与用电器的关系：开关只能控制某个用电器，开关与用电器串联；开关能控制整个电路，开关设计在干路上；开关与用电器并联，开关闭合后用电器不工作，开关断开后用电器工作——局部短路。
对点练：（2021重庆）“工夫茶”是融精神、礼仪、沏泡技艺为一体的茶道形式，图是泡“工夫茶”用的电茶炉，在电路中用R1和R2代表消毒锅和煮水壶，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，但不能同时加热，电路中符合要求的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】C。
【解析】电路图中，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，当开关S1、S2都闭合时两电阻可以同时工作，A错误；电路图中，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，当开关S1闭合时两电阻可以同时工作，B错误；电路图中，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，开关S1为单刀双掷开关，只能使R1和R2中的一个接入电路，则R1和R2不能同时加热，C正确；电路图中，当闭合开关S后，R1和R2才能工作，当开关S1断开时两电阻可以同时工作，D正确。故选C。
1、（2021湖南长沙二模）如图所示的四个电路中，开关闭合后两个灯泡串联的是（　　）
【答案】C。
【解析】电流从电源正极流出，经开关后分成2支，分别经过L1、L2后汇合，是并联电路，A错误；电流从电源正极流出，经开关后分成2支，分别经过L1、L2后汇合，是并联电路，B错误；电流从电源正极流出，依次经过L2、L1，经开关后流回到电源的负极，电流只有一支路径，是串联电路，C正确；电流从电源正极流出，经开关后分成2支，分别经过L1、L2后汇合，是并联电路，D错误。故选C。
2、（2021山东济南）抽油烟机是现代家庭的“好帮手”，它内部装有照明灯和电动机。使用时，有时需要照明灯和电动机各自独立工作，有时需要它们同时工作。下列如图所示的电路中，符合上述要求的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】据题意可知：要求照明灯与电动机相互不影响，能独立工作，则应使照明灯与电动机并联，且各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关，A正确。故选A。
3、（2021吉林长春）小致设计了一款电动玩具警车。只闭合开关S1，警示灯L发光；只闭合开关S2，电动机工作，玩具警车运动。以下设计符合要求的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】A。
【解析】根据题意可知，只闭合开关S1，警示灯L发光，说明S1控制灯L，S1与L串联；只闭合开关S2，电动机工作，玩具警车运动，说明S2控制电动机，S2与电动机串联，而灯和电动机互不影响，说明电动机和灯L并联，A正确。故选A。
4、（2021浙江宁波）使用电风扇时，有时候因为忘记断开风扇开关S而浪费能源。小宁在父母指导下对风扇电路进行了改装：加装一个红外感应开关S1和指示灯L。加装后，若S断开，指示灯和风扇都不工作；当S闭合时，L工作，此时当红外感应装置感应到有人时，S1才闭合，风扇工作。小宁设计的电路图可能是（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D。
【解析】S1闭合，风扇工作，S断开，风扇还工作，A错误；S1闭合，指示灯工作，风扇不工作，S闭合，风扇工作，S断开，指示灯还工作，B错误；当S闭合时，L不工作，只有风扇工作，C错误；当S闭合时，L工作，S1闭合，风扇工作，S断开，指示灯和风扇都不工作，D正确。故选D。
5、（2021湖北湖北）如图所示电路，下列说法中正确的是（　　）
A．只闭合S2时，只有R1接入电路工作 B．无论如何调节开关，R2与R1都不能串联
C．开关都闭合时，电流表示数最大 D．只闭合S1时，电压表示数为0
【答案】C。
【解析】只闭合S2时，电流从正极流出，经电阻R2后再经开关S2、R1、电流表A流回到电源的负极，电阻R1、R2串联，电压表测量R2两端电压，电流表测量电路中的电流，A、B错误；开关都闭合时，电流从正极流出，经开关S3（S3将电阻R2短路）后，分成2条路径，一支经灯泡L、另一支经R1后，2支电流汇合，经电流表A流回到电源的负极，电阻R1、R2并联，此时电流表测量的是干路中的电流，根据公式可知，电源的电压一定，当电路中的总电阻最小时，电流最大，即电流表示数最大，C正确；只闭合S1时，电流从正极流出，经电阻R2后再经开关S1、灯泡L、电流表A流回到电源的负极，电阻R2与灯泡L串联，电压表测量R2两端电压，电压表示数不为0，D错误。故选C。
6、（2021湖南衡阳）常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是（　　　）　
A．B．C．D．
【答案】C。
【解析】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路，C正确。故选C。
7、（2021贵州贵州）如图是新一代代步工具电动独轮车，依靠电力驱动低碳环保。当电源开关S1闭合时指示灯L亮起，独轮车处于待机状态，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机M才能启动，开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（　　）
A．B．C．D．
【答案】B。
【解析】当电源开关S1闭合时指示灯L亮起，再当人站在独轮车上时开关S2自动闭合，电动机M才能启动，说明电动机和指示灯可以独立工作、互不影响，即电动机和指示灯并联，且开关S1位于干路，开关S2位于电动机支路。
由电路图可知，指示灯和电动机串联，只有两开关均闭合时，指示灯才亮，否则指示灯不亮，A错误；由电路图可知，指示灯和电动机并联，S1控制干路，S2只控制电动机，B正确；由电路图可知，指示灯和电动机并联，S2控制干路，S1控制电动机，C错误；由电路图可知，开关S2闭合后，会造成电源短路，D错误。故选B。
8、（2021河北石家庄市第四十二中学一模）如图所示，要使灯L1与L2串联，应该闭合开关______，断开开关______；如果要使灯L1与L2并联，则应该闭合开关______，断开开关______；如果三只开关全闭合，电路发生______。
【答案】S3 S1 ，S2 S1， S2 S3 短路。
【解析】当闭合S3，断开S1，S2时，电流依次流过L1、开关S3、L2回到电源负极，两灯串联；
当闭合S1，S2，断开S3时，电流分为两路，分别经过L1、L2回到电源负极，两灯并联；如果三只开关全闭合时，电流不经过灯泡，会经过S1、S2、S3直接由电源正极到负极，电路发生短路。
9、（2021四川广安一模）在如图中增加一根导线，使三个灯泡并联（增加的导线不能和其它导线交叉）
【答案】见解析。
【解析】由图可知，电流从正极流出，经开关后，由ａ接线柱流入，则ａ、ｂ、ｆ三个接线柱连在一起，因为“首”，那么ｄ、ｅ、ｃ应为“尾”连在一起，所以应添加一根导线将ｅ、ｃ接线柱连接起来。故作图如下：
。
10、（2019福建漳州一模）小刚和小强在连接串并联电路的实验中。
（1）小刚连接了如图所示电路，如果合上开关，会出现________（选填“开路”或“短路”）现象。
（2）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强将导线________拆除，就是两灯串联电路；此时再闭合开关，发现L1不亮，L2会亮，你认为L1________（选填“烧坏了”或“没烧坏”）；
（3）在图的基础上小东将导线（选填“a”“b”或“c”）________改接到________，便形成两灯并联电路。
【答案】（1）短路 （2）a 没烧杯 （3）c L2的左端的接线柱上。
【解析】（1）根据电路图可知，闭合开关S，直接用导线把电源两极连接起来，会出现（电源）短路现象。
（2）两个小灯泡依次相连，然后接到电路中，这两个小灯泡是串联。根据电路图可知，拆除a这一根导线，电流从电源正极依次经过两个灯泡回到电源负极，因此两灯串联连接。串联电路中，如果一个灯泡烧坏，则整个电路断路，另一灯也不发光，故此时再闭合开关，发现L1不亮，L2会亮，不可能是L1烧坏了，有可能是L1短路。
（3）两个灯泡的两端分别连在一起，然后接到电路中，这两个灯泡是并联的，故在图的基础应将导线c改接L2的左端的接线柱上，便形成两灯并联电路。

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