专题2串并联电路的识别与设计

专题2串并联电路的识别与设计考点考点透视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。迷津点拨与点迷津点拨与点对点讲一、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。点对点提高训练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】S3S1，S2S1，S2S3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）cL2的左端的接线柱上。【解析】（1）根据电路