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2025新教科版九年级物理上册第三章跨学科实践电路创新设计分层作业练习题
基础练习
一、设计1：改进小彩灯的连接电路
1.如图所示的一串节日小彩灯是由许多小灯泡组成的，这些小灯泡总是同时闪亮、同时熄灭。它们在电路中的连接方式为________；而马路上的路灯也总是同时亮同时灭，它们在电路中的连接方式为________。
2.如图所示是节假日装饰的小彩灯的一部分电路；观察灯的结构发现，每个灯的灯丝如A灯R1引线上方均绕有金属电阻丝R2，这样做的目的是即使其中的一个灯丝断了，其余各灯仍可以发光。当某一个小灯泡灯丝断了之后，其余的小彩灯将要如何（　　）
A.全部熄灭 B.更亮 C.更暗 D.无变化
3.节日里使用的一串小彩灯，由于其中一灯线断了致使其他小灯泡都不能发光，通过观察又无法看出是哪只灯泡的灯丝断了，现有一段两端露出电芯的塑料皮导线，请你利用它找出烧坏灯丝的那只灯泡。要求：（1）画出电路图；（2）判断小彩灯的连接方式；（3）简述操作方法。
4.小丽在欣赏节日彩灯时发现，这些小彩灯是串联在一起的，其中零星地分布着不亮的几个，但其它彩灯却依然亮着，她感觉这与学过的串联电路的特点不相符。这是为什么呢？于是她找来一个标有“5V 0.2A”的完好的小彩灯，用图甲所示的器材进行研究。
（1）小丽已将部分电路连接起来，请你用笔画线代替导线帮她完成图甲中实验电路的连接，并在虚线框内画出相应的电路图。
（2）电路连接无误后，小丽通过实验记录的数据及现象如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
电压/V 0.5 1 2 3 4 5 6 7.5
电流/A 0.07 0.09 0.12 0.16 0.18 0.20 0.23 0
发光情况 微红 微亮 较亮 较亮 亮 亮 刺眼 熄灭
上表中第_______次实验的数据表明，小彩灯烧坏后会使电路处于开路状态。
（3）小丽为了弄清这个小彩灯烧坏后在实际电路中的作用，用它替换下新彩灯串中的一个小彩灯，将彩灯串接入家庭电路中继续观察，发现除了试验中烧坏的那个小彩灯不亮外，其他小彩灯依然亮着。这说明，烧坏的小彩灯使实际电路处于________状态。
（4）小丽又把这个烧坏的小彩灯接回到图甲所示的实验电路中重新观察，闭合开关后发现：电流表的指针竟然发生了偏转！对比试验电路和实际电路。她判断一定是由于实际电路的________较高，才使烧坏的小彩灯变成了导体，并且小彩灯应该具有特别的结构。
（5）小丽进一步了解到小彩灯的构造如图乙所示，灯丝下面好象有“细金属丝”与它并联着。她认为：可能是“细金属丝”起了关键性的作用！如果小丽的想法是正确的，请你对这个“细金属丝”的导电特点做出推测。
5.小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。
他用的小彩灯规格是“2.5V 0.25A”，通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。
小彩灯的构造如图所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2.5Ω，热时约为15Ω。
细金属丝的电阻为1Ω，正常（低压）情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压（如220V）时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。
根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。
二、设计2：“回答问题正确”显示器
6.小静同学设计了“回答问题正确显示器”。如图所示，在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针。左排曲别针表示问题，一个曲别针旁写一个问题。右排曲别针表示相应的答案，一个曲别针旁写一个答案。抢答问题回答正确时小灯泡_________（填写现象），是因为回答正确时电路是_________（选填“通路”、“开路”或“短路”）；要实现上述功能，还需完成的连接是将物理量和它对应的单位的曲别针_______。
7.如图是小明设计的回答问题显示器。他在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针。左排曲别针表示问题，一个曲别针旁写一个问题。右排曲别针表示相应的答案，一个曲别针旁写一个答案。
把电池和小灯泡连接起来，并留出两个接线头A和B。提问者把接线头A与左排的一个曲别针接触，表示提出一个问题；要求回答者把接线头B与右排的一个曲别针接触，表示选出一个答案．只有选择正确答案时，小灯泡才亮；选择错误时灯不亮。问：
（1）硬纸板后是怎样连线的，请你画出来，并说说回答错误时灯不亮的道理。
（2）你能设计出一个回答正确时绿灯亮，回答错误时红灯亮的装置吗？如能画出你设计的电路图。
8.某小组设计了如图的回答正确显示器。在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针，左侧写问题，右侧写答案。把电池和小灯泡连接起来，并留出两个接线头a和b。提问者把接线头a与左排的一个曲别针接触，表示提出一个问题；要求回答者把接线头b与右排的一个曲别针接触，表示选出一个答案。只有选择正确答案时，小灯泡才会亮；选择错误时小灯泡不亮。硬纸板后面连线正确的是（ ）
A. B. C. D.
三、设计3：病房呼叫电路
9.在医院的病房中，病人需要护理时不能及时通知值班室里的护士，很不方便，请你设计一个呼叫电路，使病房中的两位病人中，每位病人按下床头开关后，值班室的电铃响，对应的灯泡就会亮．将你设计的电路图画在方框中。
10.物理兴趣小组的同学发现，许多医院的病房中，病人在需要护理时不能及时通知值班室里的护士，为此，他们设计了一个呼叫电路（如图所示）。小组同学思考后对此方案提出不足，请写出此方案的不足；请你帮助他们改进电路，把改进的电路画在方框中（要求只画出2个病床的电路即可）。
11.在许多医院的病房中，病人需要护理时不能及时通知值班室里的护士，为此小明想设计了一个呼叫电路，要求在每张床边都安装一个开关，在值班室里对应安装几个灯泡，只要某一病床的病人按下开关后，值班室里对应的电灯就会亮，护士就知道是哪一病人需要护理并及时到来。
（1）请按要求帮小明设计电路，画出你所设计的电路图。
（2）如果在值班室，当病人呼叫时，不仅有灯光显示床位，而且还要铃声呼叫，你设计的电路又是怎样的，请画出电路图。
四、发展空间
12.电吹风有冷、热两个档，主要元件有：电热丝、电动机和开关，请在如图的虚线框内画出电吹风的电路图。要求：只闭合开关S1时吹冷风；只闭合开关S2时既无风又不发热，同时闭合开关S1、S2时吹热风；电热丝用表示。
13.在楼梯中间安装的电灯，需要在楼梯上、下两头都能控制它（如图甲）。当上楼时，能用下面的开关S1开灯，人上到楼上后，能用上面的开关S2关灯；当下楼时，能用S2开灯，S1关灯．如图乙是用两个单刀双掷开关控制一盏灯的电路图，单刀双掷开关的掷刀可以绕轴1转动，或者跟触点2接触或者跟触点3接触。分析一下S1、S2中的任何一个都能开灯、关灯的道理。你还能设计出其他可行的方案吗？
提升练习
14.中国高铁技术世界领先，给人们出行带来极大的便利。乘客进站时，需同时通过身份证验证（相当于闭合S1）和人脸识别（相当于闭合S2），方可开启闸机M。下列电路设计符合要求的是（　　）
A B.
C. D.
15.如图为封闭小区常见的智能门禁系统，住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时（相当于分别闭合对应的开关），电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是（　　）
A. B.
C. D.
16.家用电吹风由电动机和电热丝等组成，工作时可以送出冷风也可以送出热风。为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作。如图所示的四个电路中符合要求的是（　　）
A. B. C. D.
17.如图所示，在楼道中间安装的电灯，需要在楼梯的上下两头都能控制它，当人上楼梯时，能用下面的开关S1开灯，人上了楼梯以后，能用上面的开关S2关灯；当下楼梯时，能用S2开灯，用S1关灯，请画出电路图。器材：两个单刀双掷开关，一个灯泡，一个电源和若干导线。
18.同学们制成了如图所示的回答问题正确显示器，在长方体硬纸板上，别上两排曲别针。左边曲别针旁是问题，右边曲别针旁有相应的答案.电池和小灯泡串联起来，留出两个接线头A和B。提问者把接线头A与左排的曲别针接触，表示提出一个问题，回答者把接线头B与右排一个曲别针接触，表示选出一个答案，选择正确答案时，小灯泡会亮；选择错误时小灯泡不亮。请你用笔划线代替导线把曲别针连好。
19.一个既能吹出冷风又能吹出热风的电吹风，内部有一根电热丝、一个吹风机和两个开关组成。为了保护电吹风在正常使用中不被损，设计上不允许电热丝单独工作。题下已给出了插头，请设计并画出该电吹风的电路图（吹风机用电动机的符号表示）。
中考真题
20.（2024年重庆市中考题B卷）家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关S1，电源指示灯L亮；再闭合开关S2，电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时，电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是（ ）
A. B.
C. D.
21.（2024年天津市初中学业水平考题）某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路，要求：开关断开时，电灯和电铃均不工作；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作。如图所示的电路中，符合设计要求的是（　　）
A. B.
C. D.
22.（2024年四川省遂宁市中考题）图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关S1自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（ ）
A. B.
C. D.
23.（2024年四川省南充市初中学业水平考题）不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　）
A. B.
C. D.
24.（2024年四川省泸州市中考题）如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型，小明打算对该作品进行改进，加装电动机带动轮子转动，使骨骼模型动起来，并加装指示灯。电路设计要求为：只闭合开关S1，仅指示灯亮；再闭合开关S2，指示灯亮，电动机M转动；断开开关S1，指示灯熄灭，电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是（　　）
A. B.
C. D.
25.（2024年山东省枣庄市中考题）常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任何一种方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，开关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，则图中符合要求的模拟电路是（ ）
A. B.
C. D.
26.（2024年山东省潍坊市中考题）共享电动助力单车极大方便人们的出行。如图为某助力单车，使用前先摇晃车把检查电量，此时开关S1闭合，只有电量指示灯L1亮起；确认电量充足后扫码开锁，此时开关S2闭合，日间行车灯L2亮起，电动机M启动，且日间行车灯L2损坏时电动机M可正常工作；助力单车在规定区域内，开关S3始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关S3自动断开，电动机M、行车灯L2均无法工作，指示灯L1可正常工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
27.（2024年山东省临沂市初中学业水平考题）高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过。若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，下列模拟电路，符合要求的是（　　）
A. B.
C. D.
28.（2024年常州市初中学业水平考题）某款电子垃圾桶可以将湿的厨余垃圾变干，作为动物饲料。将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶，电路检测到桶内垃圾湿时，就吹风，吹风过程中：当桶内温度低时，吹热风；当桶内温度高时，吹冷风……直至垃圾变干，之后，整个电路结束工作。开关S温控在垃圾湿时闭合、干时断开；开关S温控在桶内温度低（≤60℃）时闭合、温度高（>60℃）时断开。下列电路中符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
答案解析
基础练习
一、设计1：改进小彩灯的连接电路
1.如图所示的一串节日小彩灯是由许多小灯泡组成的，这些小灯泡总是同时闪亮、同时熄灭。它们在电路中的连接方式为________；而马路上的路灯也总是同时亮同时灭，它们在电路中的连接方式为________。
【答案】串联；并联
【解析】在串联电路中电流只有一条路径，各用电器之间相互影响；在并联电路中电流有多条流通路径，各个用电器之间独立工作，互不影响。
（1）节日一串串小彩灯，若一个彩灯坏了，则会有一串小彩灯不能正常工作，因此它们为串联连接；
（2）公路两旁的路灯，若一个灯坏了，其它的路灯仍能正常工作，因此它们是并联连接。
故答案为：串联；并联。
2.如图所示是节假日装饰的小彩灯的一部分电路；观察灯的结构发现，每个灯的灯丝如A灯R1引线上方均绕有金属电阻丝R2，这样做的目的是即使其中的一个灯丝断了，其余各灯仍可以发光。当某一个小灯泡灯丝断了之后，其余的小彩灯将要如何（　　）
A.全部熄灭 B.更亮 C.更暗 D.无变化
【答案】C
【解析】电阻丝和灯丝是并联，根据并联电路，电压相等情况下，电阻越大，则电流越小。为保证灯的亮度，应让通过灯丝的电流大于通过电阻丝的电流，故应有R2>>R1。
当灯的灯丝断了之后，电路中总电阻增加，则干路电流变小，其余灯仍发光，但亮度变暗。
故C正确，ABD错误。
故选：C。
3.节日里使用的一串小彩灯，由于其中一灯线断了致使其他小灯泡都不能发光，通过观察又无法看出是哪只灯泡的灯丝断了，现有一段两端露出电芯的塑料皮导线，请你利用它找出烧坏灯丝的那只灯泡。要求：（1）画出电路图；（2）判断小彩灯的连接方式；（3）简述操作方法。
【答案】见解析
【解析】由题知，这串小彩灯，由于其中一灯线断了致使其他小灯泡都不能发光，即小彩灯间相互影响，所以它们之间是串联的，电路图如图所示：
可利用这根导线将被检测的灯泡并联，若其他灯泡发光，说明被检测灯泡灯丝断了，反之是完好的，如图所示：
具体操作方法：用导线并联在一半彩灯两端，若另一半彩灯亮，说明导线并联部分的彩灯有灯丝断了，再用同样办法检测出灯丝断了的彩灯；
若另一半不亮，说明灯丝断了的彩灯在这另一半当中，再用同样办法检测出灯丝断了的彩灯。
答：（1）见上图；（2）这串彩灯间是串联的；（3）用导线并联在一半彩灯两端，若另一半彩灯亮，说明导线并联部分的彩灯有灯丝断了，再用同样办法检测出灯丝断了的彩灯；若另一半不亮，说明灯丝断了的彩灯在这另一半当中，再用同样办法检测出灯丝断了的彩灯。
4.小丽在欣赏节日彩灯时发现，这些小彩灯是串联在一起的，其中零星地分布着不亮的几个，但其它彩灯却依然亮着，她感觉这与学过的串联电路的特点不相符。这是为什么呢？于是她找来一个标有“5V 0.2A”的完好的小彩灯，用图甲所示的器材进行研究。
（1）小丽已将部分电路连接起来，请你用笔画线代替导线帮她完成图甲中实验电路的连接，并在虚线框内画出相应的电路图。
（2）电路连接无误后，小丽通过实验记录的数据及现象如下表。
实验次数 1 2 3 4 5 6 7 8
电压/V 0.5 1 2 3 4 5 6 7.5
电流/A 0.07 0.09 0.12 0.16 0.18 0.20 0.23 0
发光情况 微红 微亮 较亮 较亮 亮 亮 刺眼 熄灭
上表中第_______次实验的数据表明，小彩灯烧坏后会使电路处于开路状态。
（3）小丽为了弄清这个小彩灯烧坏后在实际电路中的作用，用它替换下新彩灯串中的一个小彩灯，将彩灯串接入家庭电路中继续观察，发现除了试验中烧坏的那个小彩灯不亮外，其他小彩灯依然亮着。这说明，烧坏的小彩灯使实际电路处于________状态。
（4）小丽又把这个烧坏的小彩灯接回到图甲所示的实验电路中重新观察，闭合开关后发现：电流表的指针竟然发生了偏转！对比试验电路和实际电路。她判断一定是由于实际电路的________较高，才使烧坏的小彩灯变成了导体，并且小彩灯应该具有特别的结构。
（5）小丽进一步了解到小彩灯的构造如图乙所示，灯丝下面好象有“细金属丝”与它并联着。她认为：可能是“细金属丝”起了关键性的作用！如果小丽的想法是正确的，请你对这个“细金属丝”的导电特点做出推测。
【答案】（1）如图所示；（2）8；（3）通路；（4）电压；（5）“细金属丝”在电压过高时会被击穿，成为导体
【解析】（1）用电压表测小彩灯的电压，需要与小彩灯并联；因小彩灯标有“5V 0.2A”，所以电压表量程选15V，电流表测小彩灯得电流，需要与小彩灯串联，量程选0~0.6A，电路连接如图：
将电源、开关、电流表、小彩灯和滑动变阻器串联，电压表和小彩灯并联，如图所示：
（2）第8次实验的数据是电压表有示数，且为电源电压，电流表的示数为0，表明电路中有电压，但没有电流，所以小彩灯烧坏后使电路处于开路状态。
（3）从用它替换下新彩灯串中的一个小彩灯，将彩灯串接入家庭电路中继续观察，其他小彩灯依然亮着，说明烧坏的小彩灯使实际电路处于导通的，为通路。
（4）电流表的指针发生偏转，表明电路中有电流，烧坏的小彩灯已经形成通路；在烧坏的小彩灯刚接入电路时，电源电压全部加在烧坏的小彩灯两端，使烧坏的小彩灯两端的实际电压过高，又使烧坏的小彩灯变成了导体。
（5）灯丝下面的“细金属丝”与它并联。与其它小彩灯串联工作时，“细金属丝”在电压较低时没有导通，当灯丝熔断时，电源电压全部加在烧坏的小彩灯两端，使烧坏的小彩灯两端的实际电压过高，又使与灯丝并联的“细金属丝”变成了导体，所以其他彩灯又能发光时；由此得出“细金属丝”的导电特点是：“细金属丝”在电压过高时会被击穿，成为导体。
5.小志家买了一种点缀节日用的小彩灯，他发现当其中一个小彩灯的灯丝烧断了以后，其余的小彩灯还能继续发光。于是小志对小彩灯之间的连接关系产生了兴趣，为此他请教了科技人员，得到以下信息。
他用的小彩灯规格是“2.5V 0.25A”，通过串联一定数量的小彩灯，使单个小彩灯两端所加的电压比它的额定电压稍低，每个小彩灯都能基本正常发光。
小彩灯的构造如图所示，在灯丝导电支架上除了有灯丝和起固定作用的小玻璃珠以外，还绕有约4圈细金属丝。灯丝电阻冷时约为2.5Ω，热时约为15Ω。
细金属丝的电阻为1Ω，正常（低压）情况下，由于支架表面有一层氧化铜的缘故，它与灯丝支架是不导通的，没有电流流过。若加上较高的电压（如220V）时氧化层可被击穿，细金属丝与灯丝支架导通。
根据以上介绍的资料，请你说明为什么一个小彩灯的灯丝烧毁后，其他的小彩灯还能继续发光。
【答案】见解析
【解析】如图所示，当某个小彩灯L的灯丝烧毁时，AB间形成断路，220V电压就直接加到细金属丝与灯丝导电支架AB之间；
氧化层被击穿，细金属丝与灯丝导电支架导通，此时这个灯只相当于一段导线（如图所示），起到连接作用，这样其他小彩灯就能继续工作，但是每个灯上的电压有一点升高，不过还不至于烧毁灯丝。当然，烧毁的小彩灯太多时，其余小彩灯也会因为电压过高而全部烧毁。
二、设计2：“回答问题正确”显示器
6.小静同学设计了“回答问题正确显示器”。如图所示，在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针。左排曲别针表示问题，一个曲别针旁写一个问题。右排曲别针表示相应的答案，一个曲别针旁写一个答案。抢答问题回答正确时小灯泡_________（填写现象），是因为回答正确时电路是_________（选填“通路”、“开路”或“短路”）；要实现上述功能，还需完成的连接是将物理量和它对应的单位的曲别针_______。
【答案】发光；通路；用导线连接起来
【解析】根据电路连接和物理量与单位的匹配，理解电路状态对小灯泡发光的影响。
①确定小灯泡发光的条件：小灯泡发光意味着电路中有电流，即电路处于通路状态，
②理解电路状态与小灯泡发光的关系：当回答正确时，电路形成通路，电流通过小灯泡，使其发光。
③完成物理量与单位的正确连接：为了使电路在回答正确时形成通路，需要将物理量和它对应的单位的曲别针用对导线连接起来。
7.如图是小明设计的回答问题显示器。他在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针。左排曲别针表示问题，一个曲别针旁写一个问题。右排曲别针表示相应的答案，一个曲别针旁写一个答案。
把电池和小灯泡连接起来，并留出两个接线头A和B。提问者把接线头A与左排的一个曲别针接触，表示提出一个问题；要求回答者把接线头B与右排的一个曲别针接触，表示选出一个答案．只有选择正确答案时，小灯泡才亮；选择错误时灯不亮。问：
（1）硬纸板后是怎样连线的，请你画出来，并说说回答错误时灯不亮的道理。
（2）你能设计出一个回答正确时绿灯亮，回答错误时红灯亮的装置吗？如能画出你设计的电路图。
【答案】如图甲、乙、丙所示。
【解析】（1）当A接左端问题的曲别针，B接右端的正确答案的曲别针时灯亮，表明电路构成了通路。说明表示问题的曲别针与对应正确答案之间连接了导线，故构成了通路，如图甲所示。
（2）要求红灯与绿灯不同时发光，故要将红绿灯并联且每个灯用一个开关控制如图乙所示，也可用如图丙的单刀双掷开关控制。
8.某小组设计了如图的回答正确显示器。在一块长方形硬纸板上，别上两排曲别针，左侧写问题，右侧写答案。把电池和小灯泡连接起来，并留出两个接线头a和b。提问者把接线头a与左排的一个曲别针接触，表示提出一个问题；要求回答者把接线头b与右排的一个曲别针接触，表示选出一个答案。只有选择正确答案时，小灯泡才会亮；选择错误时小灯泡不亮。硬纸板后面连线正确的是（ ）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】串联电路电流规律：串联电路中电流处处相等，表达式为I=I1=I2；
串联电路电压规律：串联电路中总电压等于各部分电路电压之和，表达式为：U=U1+U2；
并联电路的电流规律：并联电路中干路电流等于各支路电流之和，表达式为I=I1+I2；
并联电路的电压规律：并联电路中各支路两端电压相等，等于电源电压，表达式为U=U1=U2。
由题知，问题与对应的答案应相连，由各选项图知，ABD错误，C正确。
故选：C。
三、设计3：病房呼叫电路
9.在医院的病房中，病人需要护理时不能及时通知值班室里的护士，很不方便，请你设计一个呼叫电路，使病房中的两位病人中，每位病人按下床头开关后，值班室的电铃响，对应的灯泡就会亮．将你设计的电路图画在方框中。
【解析】由题意可知，两灯互不影响，故为并联，并且各支路灯泡都有相应的开关控制。由于每位病人按下床头开关后，值班室的电铃响，故电铃在干路上。
10.物理兴趣小组的同学发现，许多医院的病房中，病人在需要护理时不能及时通知值班室里的护士，为此，他们设计了一个呼叫电路（如图所示）。小组同学思考后对此方案提出不足，请写出此方案的不足；请你帮助他们改进电路，把改进的电路画在方框中（要求只画出2个病床的电路即可）。
【解析】当病人呼叫时，护士可能无法察觉，可在值班室加个电铃，如图所示。
11.在许多医院的病房中，病人需要护理时不能及时通知值班室里的护士，为此小明想设计了一个呼叫电路，要求在每张床边都安装一个开关，在值班室里对应安装几个灯泡，只要某一病床的病人按下开关后，值班室里对应的电灯就会亮，护士就知道是哪一病人需要护理并及时到来。
（1）请按要求帮小明设计电路，画出你所设计的电路图。
（2）如果在值班室，当病人呼叫时，不仅有灯光显示床位，而且还要铃声呼叫，你设计的电路又是怎样的，请画出电路图。
【解析】（1）从正极开始进行分支，每一支都经过开关和灯泡，然后汇合共同回到电源负极；电路图如下图所示：
（2）由分析知：将个床头的开关与对应的指示灯串联后再并联，电铃在干路中，如图所示：
四、发展空间
12.电吹风有冷、热两个档，主要元件有：电热丝、电动机和开关，请在如图的虚线框内画出电吹风的电路图。要求：只闭合开关S1时吹冷风；只闭合开关S2时既无风又不发热，同时闭合开关S1、S2时吹热风；电热丝用表示。
【解析】由题知，只闭合S1时吹冷风，只闭合S2时既无风又不发热，同时闭合S1、S2时吹热风，所以电热丝与电动机是并联，S1为干路开关，S2在电热丝的支路上，如图所示：
13.在楼梯中间安装的电灯，需要在楼梯上、下两头都能控制它（如图甲）。当上楼时，能用下面的开关S1开灯，人上到楼上后，能用上面的开关S2关灯；当下楼时，能用S2开灯，S1关灯．如图乙是用两个单刀双掷开关控制一盏灯的电路图，单刀双掷开关的掷刀可以绕轴1转动，或者跟触点2接触或者跟触点3接触。分析一下S1、S2中的任何一个都能开灯、关灯的道理。你还能设计出其他可行的方案吗？
【解析】①单刀双掷开关的刀片可绕轴“1”转动，扳动开关，刀片要么与触点“2”接触，要么与触点“3”接触。
②上楼时S1开灯，S2关灯的道理是：上楼时，扳动开关S1的掷刀，使刀片离开触点“2”，接触触点“3”，电灯与电源形成通路而发光；到楼上，扳动开关S2的掷刀，使刀片离开触点“2”，接触触点“3”，电路断开，灯泡中无电流，不发光。
③下楼时，S2开灯、S1关灯的道理是：下楼时，将开关S2的刀片离开触点“3”而回到触点“2”，电路接通，灯泡发光；到楼下，将开关S1的刀片离开触点“3”回到触点“2”，电路断开，灯泡不发光。
提升练习
14.中国高铁技术世界领先，给人们出行带来极大的便利。乘客进站时，需同时通过身份证验证（相当于闭合S1）和人脸识别（相当于闭合S2），方可开启闸机M。下列电路设计符合要求的是（　　）
A B.
C. D.
【答案】A
【解析】A.由题意可知，当S1、S2都闭合时，方可开启闸机M，图中两开关串联，当S1、S2都闭合时，电动机才能工作，故A符合题意；
B.两个开关并联，只要闭合一个开关，电动机就工作，故B不符合题意；
C.只闭合S2时，电动机工作，闭合S1时，电源短路，故C不符合题意；
D.只闭合S1时，电动机工作，再闭合S2时，电源短路，故D不符合题意。
故选A。
15.如图为封闭小区常见的智能门禁系统，住户可以通过刷卡或人脸识别进入小区，当门禁系统接通电源后，指示灯发光。住户刷卡或人脸识别成功时（相当于分别闭合对应的开关），电动机工作，控制门打开。下列关于门禁系统的简化电路设计合理的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题可知，人脸识别、刷卡识别，只要其中一种方式识别成功，则相应开关闭合从而使电动机启动工作，所以两个开关应并联，再与电动机串联在电源上；灯泡与电动机能独立工作，是并联的。
故选B。
16.家用电吹风由电动机和电热丝等组成，工作时可以送出冷风也可以送出热风。为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作。如图所示的四个电路中符合要求的是（　　）
A. B. C. D.
【答案】D
【解析】A.图中电热丝和电动机串联，则电动机不能够独立工作，故A不符合题意；
B.图中电动机和电热丝并联，S闭合，电热丝和电动机都同时工作，故B不符合题意；
C.图中电动机和电热丝并联，S1控制整个电路，S2控制电动机；S2断开，S1闭合，只有电热丝工作，而电动机不工作；电动机不能够独立工作，故C不符合题意；
D.图中电动机和电热丝并联，S1控制整个电路，S2控制电热丝；S2断开，S1闭合，只有电动机工作，电热丝不工作；S1、S2都闭合时，电动机和电热丝同时工作；S1断开，电动机和电热丝都不工作，故D符合题意。
故选D。
17.如图所示，在楼道中间安装的电灯，需要在楼梯的上下两头都能控制它，当人上楼梯时，能用下面的开关S1开灯，人上了楼梯以后，能用上面的开关S2关灯；当下楼梯时，能用S2开灯，用S1关灯，请画出电路图。器材：两个单刀双掷开关，一个灯泡，一个电源和若干导线。
【解析】由于在楼梯下边和上边都能开灯和关灯，故应用两个单刀双掷开关，让它们的静触头相连接，一个开关的动触头接电灯的一端，另一个动触头接电源的一端。如图所示：
18.同学们制成了如图所示的回答问题正确显示器，在长方体硬纸板上，别上两排曲别针。左边曲别针旁是问题，右边曲别针旁有相应的答案.电池和小灯泡串联起来，留出两个接线头A和B。提问者把接线头A与左排的曲别针接触，表示提出一个问题，回答者把接线头B与右排一个曲别针接触，表示选出一个答案，选择正确答案时，小灯泡会亮；选择错误时小灯泡不亮。请你用笔划线代替导线把曲别针连好。
【答案】如图所示：
19.一个既能吹出冷风又能吹出热风的电吹风，内部有一根电热丝、一个吹风机和两个开关组成。为了保护电吹风在正常使用中不被损，设计上不允许电热丝单独工作。题下已给出了插头，请设计并画出该电吹风的电路图（吹风机用电动机的符号表示）。
【解析】由题意可知，电热丝和电动机并联，一个开关位于干路，一个开关位于电热丝的支路，电路图如下图所示：
中考真题
20.（2024年重庆市中考题B卷）家用电动窗帘的电路主要由电源指示灯L和电动机M组成。先闭合开关S1，电源指示灯L亮；再闭合开关S2，电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时，电动机M不能工作。如图所示电路中符合要求的电路是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意，先闭合开关S1，电源指示灯L亮；再闭合开关S2，电动机M工作拉动窗帘。当S1断开时，电动机M不能工作，可知S1是总开关，S2只控制电动机所在电路，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
21.（2024年天津市初中学业水平考题）某兴趣小组要为居家老人设计一个“应急呼叫器”电路，要求：开关断开时，电灯和电铃均不工作；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作。如图所示的电路中，符合设计要求的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】开关断开时，电灯和电铃均不工作，说明开关设在干路上控制所有用电器；开关闭合时，灯亮铃响，即使电灯因断路不亮，电铃仍可工作，说明电灯和电铃并联，工作不相互影响。如图所示的电路中，符合设计要求的是C。
故选C。
22.（2024年四川省遂宁市中考题）图中的电动独轮车依靠电力驱动，低碳环保。当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关S1自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动。下列电路设计符合上述要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】当电源开关S闭合时指示灯亮起，独轮车处于待机状态，当人站在独轮车上时开关S1自动闭合，电动机工作，独轮车才开始运动，说明指示灯和电动机并联，可以独立工作，同时开关S处在干路，开关S1处在电动机所在支路，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
23.（2024年四川省南充市初中学业水平考题）不戴头盔存在安全隐患，于是张明同学设计以下方案：骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】根据题意可知，骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作，从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作，这说明灯泡与电机工作时互不影响，是并联的，若只戴头盔不扫码则无法骑行，则开关S1在干路中控制整个电路，开关S2与电机在一条支路中。
故选C。
24.（2024年四川省泸州市中考题）如图所示为第38届泸州市青少年科技创新大赛上展示的一件手臂骨骼模型，小明打算对该作品进行改进，加装电动机带动轮子转动，使骨骼模型动起来，并加装指示灯。电路设计要求为：只闭合开关S1，仅指示灯亮；再闭合开关S2，指示灯亮，电动机M转动；断开开关S1，指示灯熄灭，电动机M停止转动。满足该设计要求的电路是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】A.只闭合开关S1，电动机和指示灯串联，它们都工作，故A不符合题意；再闭合开关S2，电动机被短路，只有指示灯发光，故A不符合题意；
B.只闭合开关S1，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关S1，指示灯和电动机并联，它们都工作，断开开关S1，指示灯熄灭，电动机M停止转动，故B符合题意；
C.只闭合开关S1，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关S1，指示灯和电动机并联，它们都工作，断开开关S1，指示灯熄灭，但电动机M转动，故C不符合题意；
D.只闭合开关S1，只有指示灯的简单电路，指示灯亮，再闭合开关S1，电源短路，它们都不工作，故D不符合题意。
故选B。
25.（2024年山东省枣庄市中考题）常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任何一种方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，开关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，则图中符合要求的模拟电路是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】D
【解析】开关S1或S2任何一个闭合时，都解锁成功，灯泡L能发光，所以两个开关并联控制L，锁定开关S3断开时，解锁功能暂停，S3串联在电路中，为电路的总开关，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
26.（2024年山东省潍坊市中考题）共享电动助力单车极大方便人们的出行。如图为某助力单车，使用前先摇晃车把检查电量，此时开关S1闭合，只有电量指示灯L1亮起；确认电量充足后扫码开锁，此时开关S2闭合，日间行车灯L2亮起，电动机M启动，且日间行车灯L2损坏时电动机M可正常工作；助力单车在规定区域内，开关S3始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关S3自动断开，电动机M、行车灯L2均无法工作，指示灯L1可正常工作。下列电路设计符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】助力单车使用前先摇晃车把检查电量，此时开关S1闭合，只有电量指示灯L1亮起，说明S1与L1串联接入电源两端；确认电量充足后扫码开锁，此时开关S2闭合，日间行车灯L2亮起，电动机M启动，且日间行车灯L2损坏时电动机M可正常工作，说明L2与电动机M并联，开关S2位于L2与电动机M并联电路的干路上；助力单车在规定区域内，开关S3始终处于闭合状态，如果驶离规定区域，开关S3自动断开，电动机M、行车灯L2均无法工作，指示灯L1可正常工作，说明开关S3位于L2与电动机M并联电路的干路上，故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
27.（2024年山东省临沂市初中学业水平考题）高铁站的自动检票闸机口设有身份证和人脸识别双重验证，两个信息相符合后闸机门（电动机）自动打开，乘客可检票通过。若每个信息验证成功相当于闭合一个开关，下列模拟电路，符合要求的是（　　）
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】每个信息验证成功相当于闭合一个开关，两个信息都相符合后电动机自动打开，所以两个开关应该串联，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
28.（2024年常州市初中学业水平考题）某款电子垃圾桶可以将湿的厨余垃圾变干，作为动物饲料。将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶，电路检测到桶内垃圾湿时，就吹风，吹风过程中：当桶内温度低时，吹热风；当桶内温度高时，吹冷风……直至垃圾变干，之后，整个电路结束工作。开关S温控在垃圾湿时闭合、干时断开；开关S温控在桶内温度低（≤60℃）时闭合、温度高（>60℃）时断开。下列电路中符合要求的是（ ）
A. B.
C. D.
【答案】B
【解析】由题意可知，将湿的厨余垃圾倒入垃圾桶，电路检测到桶内垃圾湿时，就吹风，吹风过程中：当桶内温度低时，吹热风；当桶内温度高时，吹冷风，即在这个电路中，吹风电机M和加热电阻R是并联的，且加热电阻R要受开关S温控控制，而开关S湿控要控制整个电路，则应接在干路中。
故选B。

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