3.4三類電學?？碱}【講】（解析版）

2024年中考物理核心素養(yǎng)提升3.7三類電學?？碱}一、電路設計中考題目中，考查電路設計的題型，一般為選擇題：題干介紹設計的要求或者情境，備選項提供了可供選擇的設計。解題時，我們最關鍵的是要認真領會題干的設計要求，然后對備選項提供的電路圖運用電路分析的方法進行分析，與要求進行比對。只要有一項不符合，則是錯誤選項。只有符合全部要求的選項，才是正確的。在選擇時，也可以參考下面的一些基本原則去快速篩選：1.幾個用電器需要單獨工作的，這幾個用電器需要并聯；2.幾個開關同時控制一個用電器，這些開關需串聯使用；幾個開關中的每一個都可以單獨控制某一個用電器，則這些開關需要并聯使用；當開關與某用電器并聯時，閉合開關，用電器不工作，斷開開關，該用電器才工作。3.所有支路都需要的用電器，需放在干路上?！局锌碱}賞析】【例1】【2023遂寧】張明同學發(fā)現，未戴頭盔騎行“共享助力車”存在安全隱患。于是他設計以下改進方案：在頭盔內加裝遙控設備，控制下列助力車工作電路中開關S2的通斷。騎行前，掃碼成功后開關S1閉合，指示燈L亮，但電機不工作；從車頭取出頭盔并戴上后，頭盔內遙控設備遙控S2閉合，電動機才通電工作；若只戴頭盔不掃碼則無法騎行。下列電路符合以上設計要求的是（）【分析與解答】分析題干中的設計要求可知：當開關S1閉合后，指示燈L亮、電動機不工作，說明指示燈L與電動機互不影響，指示燈L和電動機應該并聯，開關S1與指示燈串聯或者在干路上。直接排出了AD選項。當開關S2閉合后電動機工作，說明開關S2控制電動機，應該與它串聯，C符合全部要求?！敬鸢浮緾二、電路故障分析電路故障分析，主要是根據現象或儀表顯示，綜合判斷。在分析中，常用如下的一些小技巧幫助我們快速判斷。（假設故障不在電源、儀表本身）1.若果電流表有示數，一般是短路故障；電流表無示數，是斷路故障。（電流表有無示數判斷故障類型）2.若果電壓表有示數，電壓表所測以外部分是通路，或者所測部分是斷路；若果電壓表無示數，電壓表所測以外是斷路或者所測部分短路。（電壓表有無示數判斷故障的位置）3.在并聯電路中，故障一般是某支路斷路。4.在家庭電路中，雙孔插座兩孔都帶電，零線斷路。在實際分析中，結合實際情況和上述一般情況，靈活分析，可以快速、準確的判斷出故障的類型與位置?！局锌碱}賞析】【例2】【2023達州】如圖所示，電源電壓不變，閉合開關S，燈泡L1、L2都發(fā)光。一段時間后，由于某個燈泡發(fā)生故障，使兩燈都熄滅，且電流表示數為零，電壓表示數變大，則下列說法正確的是（）A.燈泡L1和L2發(fā)光時，兩燈并聯B.燈泡熄滅是由于燈L2斷路造成的C.燈泡熄滅是由于燈L1斷路造成的D.燈泡熄滅是由于燈L2短路造成的【分析與解答】由圖可知：L1和L2串聯，電壓表測L1的電壓，電流表測電路電流。電流表示數為零，所以故障的類型為斷路故障。電壓表示數變大（有示數）說明電壓表所測以外的部分完整，無故障；故障的位置在L1，L1斷路，此時，電壓表測電源電壓，所示示數變大。【答案】C三、動態(tài)電路分析動態(tài)電路分析的理論依據是歐姆定律，以及電功率的計算公式P=UI等。分析的一般步驟是：1.分析電路：判斷電路的連接方式，各電表所測的對象。2.在串聯電路中，當引起電路變化的電阻變大時，整個電路的總電阻變大，電流變小，電流表示數變小。若果電壓表測量的是可變電阻的電壓，則示數隨著該電阻的變大而變大；若果電壓表測量的是定值電阻的電壓，則示數隨著可變電阻的阻值變大而變小。當引起電路變化的電阻變小時，結果與上述相反。3.在并聯電路中，電壓表的示數保持不變。支路中的電流表示數隨支路的電阻增大而變小。干路中的電流變化趨勢與支路一致。4.電功率的變化，利用公式P=UI分析即可。所以，動態(tài)電路分析，關鍵是要分析清楚電路、找出電阻變化的趨勢?！局锌碱}賞析】【例3】【2023棗莊】如圖所示，R1是定值電阻，R2是滑動變阻器，電源電壓保持不變，當滑動變阻器R2的滑片P向b端滑動時，下列說法正確的是（）A.電壓表EQ\o\ac(○,V)的示數變小，電流表A1的示數變小B.電壓表EQ\o\ac(○,V)的示數變大，電流表A2的示數不變C.電壓表EQ\o\ac(○,V)的示數不變，電流表A1的示數變大D.電壓表EQ\o\ac(○,V)的示數與電流表A2的示數之比不變【分析與解答】由題圖可知：R1、R2并聯，電流表A1測干路電流,電流表A2測通過R1的電流，電壓表測電源電壓。當滑片向b端移動時，R2連入電路中的阻值變大，電壓表測電源電壓不變，電流表A2測通過R1的電流不變，根據I2=UR2可知:通過R2的電流減小。干路中的電流隨著支路電流的變化而變化，所以電流表A1示數減小。電壓表V示數與電流表A2示數之比UI1=R1,【答案】D【中考真題精選精練】1.【2023揚州】物流倉庫值班室，當前門來人時燈亮，后門來人時電鈴響。下列電路設計符合要求的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】題設中，燈和鈴需要獨立工作，所以需要并聯，AB被排除。前門的開關控制燈，應該與燈串聯；后面的開關控制電鈴，所以應該與電鈴串聯，C選項連接相反，D符合題設要求。2.【2023常德】如圖所示的電路，閉合開關后兩燈均不發(fā)光且電流表、電壓表示數均為零。現將兩燈泡位置互換后再次閉合開關，電流表示數仍為零，電壓表指針明顯偏轉。根據以上信息判斷該電路故障可能為（）A.L1斷路、L2斷路 B.L1斷路、L2通路C.L1通路、L2斷路 D.L1短路、L2斷路【答案】B【解析】由圖可知兩只燈泡串聯，電壓表測量L2兩端的電壓。閉合開關，兩只燈泡都不亮，電流表無示數，說明電路中有斷路故障。電壓表無示數，說明電壓表兩接線柱到電源的正負極之間有開路，即可能是燈L1斷路，也可能是L1、L2同時斷路；將電燈L1、L2的位置對調，閉合開關，電流表無示數，說明電路中仍然有斷路故障；電壓表有示數，說明此時電壓表兩接線柱到電源的正負極之間是通路，所以燈L2、電流表、開關都是完好的，則故障是燈L1斷路。3.【2023北京】（改編）如圖所示，是小京設計汽車油箱內油量不足時觸發(fā)報警的電路，電源兩端電壓保持不變，電阻R1、R2中的一個是定值電阻，另一個是壓敏電阻。壓敏電阻裝在油箱內底部，其阻值隨油箱中油量的減少而增大，當電壓表示數大于某一值U時，就會觸發(fā)報警。電壓表示數為U時，油箱中的油量為警戒油量。下列說法中不正確的是（）A.R1為壓敏電阻B.隨著油箱的油量減少，通過定值電阻的電流變大C.若換用阻值更大的定值電阻，警戒油量將變小D.若換用電壓更大的電源，警戒油量將變大【答案】B【解析】A．依題意得，當郵箱中的油量不足時，電壓表示數會大于某一值U時，就會觸發(fā)報警。由圖得，兩電阻串聯，電壓表測量電阻R1的電壓。依題意得，壓敏電阻的阻值隨油箱中油量的減少而增大，由串聯電路電壓特點得，隨著油量減小，壓敏電阻的電壓增大，定值電阻電壓減小，因此與電壓表并聯的電阻時壓敏電阻，A正確。B．隨著油箱的油量減少，電路中的總電阻變大，電路中電流減小，則通過定值電阻的電流變小，B錯。C．若換用阻值更大的定值電阻，觸發(fā)警報時，電路中電流更小，壓敏電阻的阻值更大，警戒油量將變小，C正確。D．若換用電壓更大的電源，觸發(fā)警報時，定值電阻兩端的電壓增大，電路中電流增大，壓敏電阻的阻值減小，警戒油量將變大，D正確。4.【2023邵陽】細心的圓圓同學注意到自家汽車上設有安全帶未系提示系統(tǒng)。當他坐在座椅上時，座椅下的開關S1閉合，若未系安全帶，安全帶控制開關S2斷開，車上的電鈴會發(fā)出警報聲；若系上安全帶，安全帶控制開關S2閉合，警報聲消失。下列按要求設計的電路圖最合理的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】A．電鈴與定值電阻R并聯，S1控制電鈴工作，S2控制定值電阻工作。當開關S1閉合時，電鈴發(fā)聲，與開關S2的斷開和閉合無關，與題干要求不符，A錯。B．電鈴與S1串聯，與S2并聯，乘客坐下時S1閉合，電鈴與定值電阻串聯，電鈴電路接通，電鈴發(fā)聲；若系上安全帶，開關S2閉合，將電鈴短接，則電鈴無聲，與題干妖氣相符，B正確。C．定值電阻R與S1串聯，與S2并聯，乘客坐下時S1閉合，電鈴與定值電阻串聯，電鈴電路接通，電鈴發(fā)聲；當安全帶控制開關S2閉合，定值電阻短接，電鈴兩端電壓升高，電鈴發(fā)聲更響，與題干要求不符，C錯。D．兩開關并聯，無論乘客坐下，或是系上安全帶，電鈴都會發(fā)聲，與題干要求不符，D錯。5.【2023鄂州】如圖所示，開關S閉合時，小燈泡L1、L2都不亮，用一段導線的兩端接觸a、b兩點時兩小燈泡都不亮；接觸b、c兩點時，兩小燈泡也不亮；接觸c、d兩點時，兩小燈泡都亮。對此，下列判斷中可能的是（）A.小燈泡L1斷路 B.小燈泡L2斷路C.開關S斷路 D.小燈泡L2短路【答案】C【解析】由電路圖可知：兩燈泡并聯，閉合開關S時，小燈泡L1、L2都不亮，說明兩燈泡都發(fā)生了短路或者電路某處發(fā)生了斷路。假設該電路中兩燈泡都被短路，則電源短路，接觸c、d兩點時，兩小燈泡也不會亮，故假設不成立。所以電路只能是某處存在斷路，用一段導線的兩端接觸a、b兩點時兩小燈泡都不亮，說明在ab之外存在斷路；接觸b、c兩點時，兩小燈泡也不亮，說明在bc之外存在斷路；接觸c、d兩點時，兩小燈泡都亮，說明在cd之間存在斷路。6.【2023荊州】如圖所示，電源電壓保持不變，開關S閉合后，滑動變阻器滑片P從中點向右端移動時，下列說法正確的是（）A.電壓表V的示數變大，電流表A1示數變小B.電壓表V的示數不變，電流表A2示數變大C.電壓表V的示數與電流表A1的示數之比不變D.電流表A2的示數與電流表A1的示數之差不變【答案】D【解析】由圖可知：電阻R1、R2并聯，電流表A1測量R2的電流，電流表A2測量干路電流，電壓表測量并聯電路的電壓。AB．根據并聯電路電壓特點可知，電源電壓不變，則電壓表示數不變；滑動變阻器滑片P從中點向右端移動時，連入電路的阻值變大，根據歐姆定律可知，通過R2的電流變小，電流表A1的示數變??；R1阻值不變，通過R1的電流不變，根據并聯電路電流特點可知，干路電流變小，則電流表A2的示數變小，AB錯。C．電壓表V的示數不變，電流表A1的示數變小，則電壓表V的示數與電流表A1的示數之比變大，C錯。D．根據并聯電路電流規(guī)律可知，電流表A2的示數與電流表A1的示數之差是通過R1的電流，因為通過R1的電流不變，則電流表A2的示數與電流表A1的示數之差不變，D正確。7.【2023牡丹江】小明設計了一種照明電路圖，用兩個開關控制一盞燈，閉合任意一個開關，燈都能發(fā)光。下列電路圖中，既符合上述設計，又符合安全用電要求的是（）A.B.C.D.【答案】A【解析】用兩個開關控制一盞燈，閉合任意一個開關，燈都能發(fā)光，即兩開關都能控制這個燈，故兩開關應并聯，根據安全用電原則，開關要控制火線，A符合題意。8.【2023武漢】小強同學放學回家后，打開電燈，接入電熱水壺，兩者均正常工作，接著啟動微波爐加熱食品時，發(fā)現微波爐不工作，電熱水壺突然停止工作，但是電燈仍然正常發(fā)光，如圖所示。他對故障作了下列四種判斷，其中正確的是（）A.零線上ab間斷路 B.零線上bc間斷路C.微波爐所在支路be間短路 D.電熱水壺所在支路cd間短路【答案】A【解析】電燈仍正常工作，說明不是保險絲燒壞了，即沒有發(fā)生短路，啟動微波爐加熱食品時，發(fā)現微波爐不工作，電熱水壺突然停止工作，說明電路存在斷路，而且是經過微波爐的ab之間電路斷路了，A正確。9.【2023丹東】如圖所示，電源電壓保持不變，閉合開關S，在滑動變阻器R的滑片P向右移動的過程中，下列說法正確的是（）A.電壓表示數變小 B.電壓表示數變大C.電流表A1示數變小 D.電流表A2示數變小【答案】D【解析】AB．由電路圖可知，R1和R2并聯，電流表A2測通過R的電流，電流表A1測通過R0的電流，電壓表測電源的電壓；因電源的電壓不變，所以電壓表的示數不變，AB錯。CD．滑動變阻器的滑片P向右移動過程中，滑動變阻器接入電路的電阻變大，由歐姆定律可知，通過滑動變阻器的電流變小，即電流表A2的示數變小，因為并聯電路兩端電壓不變，而定值電阻R0的阻值不變，根據I=U/R可知通過R0的電流不變，即電流表A1示數不變，C錯，D正確。10.【2023瀘州】智能鎖正在逐步走進千家萬戶。如圖所示為某款智能鎖，它支持密碼與指紋兩種認證方式開門，密碼正確相當于開關S1閉合，指紋正確相當于開關S2閉合，開門由電動機完成。下列符合該智能鎖電路設計的是（）A.B.C.D.【答案】B【解析】根據題意，密碼開關和指紋開關并聯，均能打開鎖，因此電動機在干路中。B符合題意。11.【2023永州】如圖所示，當開關S閉合后，電流表無示數，電壓表的示數接近電源電壓。若電路中只有一處故障，則故障可能是（）A．燈L1斷路B．燈L1短路C．燈L2斷路D．燈L2短路【答案】A【解析】由圖可知：兩個燈泡串聯，電壓表測量L1兩端的電壓，電流表測量電路中的電流。A．如果燈L1斷路，電路斷路，電流表無示數，電壓表串聯在電路中，電壓表的示數接近電源電壓，A正確。B．如果燈L1短路，電壓表被短路，電壓表沒有示數，電路是通路，電流表有示數，B錯。C．如果燈L2斷路，電路斷路，電流表和電壓表都沒有示數，C錯。D．如果燈L2短路，只有L1的簡單電路，電流表和電壓表都有示數，D錯。12.【2023邵陽】如圖所示，電源電壓4.5V保持不變，電流表的量程為0-0.6A，電壓表的量程為0-3V，燈泡L標有“3V1.5W”字樣（不考慮燈絲電阻的變化），滑動變阻器標有“20Ω1A”字樣。將滑片P置于中點位置，閉合開關S，在保證電路安全的情況下，下列判斷正確的是（）A.滑片P向左移動過程中，滑動變阻器消耗的電功率一直變大B.滑片P向左移動過程中，滑動變阻器消耗的電功率先變大后變小C.滑片P向右移動過程中，滑動變阻器消耗的電功率一直變大D.滑片P向右移動過程中，滑動變阻器消耗的電功率先變大后變小【答案】BC【解析】如圖所示，燈泡和變阻器串聯，由題意可得燈泡電阻為：RL=U2P=（3V）21.5W=6Ω。當滑片PP=I2R=（URL+R）2R=U2（RL+R）2R=U（RL?R）2R+4R13.【2023濰坊】如圖所示為一款吊扇燈，閉合總開關后，風扇和燈可各自獨立工作。下列設計的電路圖中，跟該吊扇燈功能吻合且符合實際的是（）A.B.C.D.【答案】D【解析】吊扇燈的電燈與風扇相互不影響，能獨立工作，故應使電燈與風扇并聯，同時幾個燈泡相互并聯，且燈泡與風扇的支路各有一個開關控制。14.（2023山東煙臺）在電學實驗中，遇到電路故障時常用電壓表來檢測。如圖所示，電源電壓恒為，閉合開關后兩燈均不亮，用電壓表先后測得和兩端的電壓均為，則故障可能是（

）A．燈斷路 B．燈斷路 C．燈短路 D．燈短路【答案】A【解析】由電路圖可知:燈L1與L2串聯，閉合開關后兩燈均不亮，說明電路出現斷路故障。若用電壓表測得ab兩端的電壓為4.5V，說明電壓表的正負接線柱與電源的正負極形成通路，則電路中與電壓表并聯的L1斷路。15.【2023常德】圖中甲、乙兩個滑動變阻器的外形、尺寸完全相同，滑片均位于中點，已知甲的最大阻值比乙的最大阻值大，閉合S后將兩個滑動變阻器的滑片同時向左或向右移動。且移動時始終保持兩滑片之間的距離不變。下列說法中正確的是（）A.向左移動時，電流表示數變小B.無論向左還是向右移動，電流表示數都變小C.滑片位于滑動變阻器中點時，電流表的示數最小D.滑片移動到滑動變阻器最右端時，電流表的示數最小【答案】D【解析】由圖可知：甲滑動變阻器滑片左邊的電阻線接入電路，乙滑動變阻器滑片右邊的電阻線接入電路，電流表測量電路中的電流。AB．當P向左移動時，甲滑動變阻器接入電路中的電阻變小，乙滑動變阻器接入電路中的電阻變大，因甲的最大阻值比乙的最大阻值大，所以，滑片移動相同距離時，甲減小的電阻大于乙增大的電阻，即此時電路中的總電阻變小，由歐姆定律可知，電路中的電流變大，即電流表示數變大；同理可知，滑片向右滑動時，電流表示數變小，AB錯。CD．滑片位于滑動變阻器中點時，總電阻為：R總=R甲+RR總′=R甲=R甲+R甲2。因R甲＞R乙16.【2023宿遷】下列電路中，符合直行方向交通信號燈（只考慮紅燈和綠燈）模擬設計的是（）A.B.C.D.【答案】C【解析】A．兩燈是串聯關系，因此工作時相互影響，A錯。

B．閉合開關S1和S2時綠燈亮，只閉合開關S1時紅燈綠燈都亮，B錯。

C．閉合開關S1，開關S2接觸上接線柱時綠燈亮；閉合開關S1，開關S2接觸下接線柱時紅燈亮，兩燈工作互不影響，C正確。

D．當只閉合開關S1時，紅燈發(fā)光；閉合開關S1和S2時，紅燈和綠色同時亮，D錯。17.【2023福建】如圖所示，閉合開關S，滑動變阻器滑片P移動過程中，燈突然熄滅，電壓表和電流表均無示數。若電路中僅有一處故障，則故障不可能是（）A.電流表接線松開 B.小燈泡L斷路 C.滑動變阻器R斷路 D.開關S接觸不良【答案】B【解析】A．如果電流表接線松開，電路斷路，燈泡不亮，電壓表和電流表均無示數，A錯。B．小燈泡L斷路，電壓表串聯在電路中，電壓表的內阻很大，通過電路的電流很小，電壓表有示數，電流表沒有示數，燈泡不亮，B正確。C．滑動變阻器R斷路，電路斷路，燈泡不亮，電壓表和電流表均無示數，C錯。D．開關S接觸不良，電路斷路，燈泡不亮，電壓表和電流表均無示數，D錯。18.【2023連云港】如圖是測量貨車質量的地磅示意圖，貨車的質量可以通過電流表的示數轉換測出，為定值電阻。下列說法正確的是（）A.地磅的量程與R0大小無關B.貨車的質量變大時，電流表的示數變小C.將電流表換成電壓表也能測量貨車的質量D.僅增大R0，稱量同一貨車質量時，電流表示數變小【答案】D【解析】A．由圖可知，變阻器和電阻R0串聯，電流表測量電路中的電流，電路中的電流，即電流表的示數:I=UU滑+U0，貨車的質量可以通過電流表的示數轉換測出，地磅的量程與RB．貨車的質量變大，滑動變阻器的滑片向下移動，其接入電路的電阻變小，電路的總電阻變小，由I=U/R可知:電路中電流變大，電流表的示數變大，B錯。C．電壓表內阻很大，將電流表換成電壓表，電路中電