15.3 串联和并联（解析版）

第十五章电流和电路第3节串联和并联学习目标学习目标1.知道什么是串联电路和并联电路，绘画简单的串并联电路。2.通过实验探究串并联电路的特点，会连接简单的串并联电路。3.尝试根据已有知识经验，按照要求设计简单的串并联电路。002预习导学一、串联电路：1.串联电路：将用电器依次连接起来，接入电路；（各用电器逐个按顺序首尾相连）实物图和电路图电流路径只有一条通路（只有一条电流路径）开关控制特点只断开S1三个灯泡都不亮串联电路中开关控制所有用电器，并且和开关的位置没有关系。只断开S2三个灯泡都不亮只断开S3三个灯泡都不亮电路工作特点摘下L1L2、L3不亮各个用电器互相影响，一个用电器损坏，其它用电器也不能工作。2.串联电路特点：（1）只有一条通路；（2）串联电路中开关控制所有用电器；（3）开关与位置无关；（4）一个用电器损坏（烧坏），其它用电器也不能工作；（各用电器相互之间有影响）（5）一个用电器短路，其它用电器能继续工作；二、电路的组成：1.并联电路：将多个用电器并列的接入电路中。（用电器首首相连尾尾相连接入电路）实物图和电路图电流路径分干路和支路，A点是分流点，B点是会流点，有两条或以上路径开关控制特点只断开S所有的灯都不亮干路开关控制所有用电器，支路开关只控制某一支路用电器。只断开S1L1不亮只断开S2L2不亮只断开S3L3不亮电路工作特点摘下L1L2、L3亮各个用电器不互相影响，某一个用电器坏了，其它支路用电器可以工作。2.并联电路的特点：（1）有两条或以上路径；（2）干路开关控制所有用电器；（3）支路开关只控制该支路用电器；（4）各个用电器互不影响，某一个用电器坏了，其它支路用电器可以工作；（5）某一个用电器发生短路，则发生电源短路。三、电路图：1.根据电路图连接实物图：对照电路图，从电源正极出发，逐个顺次地将实物图中的各元件连接起来即可。（1）在电路图中任选一条单一的回路，并对照这个回路在实物图中将相应的元件连接好。（2）对照电路图，把所选回路以外的元件分别补连到实物图的相应位置，在连入回路以外的元件时，要找出电路中电流的分流点和会合点，将回路以外的元件连接在两点之间。这里要特别注意实物图中元件的连接顺序必须与电路图中各元件的顺序一致。（3）导线不能相互交叉，也不要穿过用电器。2.根据实物图画电路图：要用规定的电路符号代替实物，按照实物的连接方式画出规范的电路图。（1）电路图中各元件摆放的位置尽量与实物图中各元件位置相对应，这样便于检查；（2）各电路元件摆放的位置要均匀、美观；（3）尽量不要然导线交叉，交叉连接的导线，一定要在连接处画一个“黑点”。【要点诠释】（1）连接电路时应注意：①画好电路图；②按一定顺序；（可以根据电流的流向，或者从左到右的顺序）③接线过程开关是断开的；④避免电源短路。（2）并联电路连接的方法通常有先干路后支路；先选定一条支路完整连接，再连接其他支路。（3）干路开关控制整个电路，支路开关只控制该支路。003探究提升知识点一：串联和并联【探究重点】电路串联电路并联电路连接方法用电器首尾相连用电器两端分别连接在一起电流路径一条两条或多条有无节点无有各用电器间是否互相影响互相影响互不影响开关个数一个可以多个改变开关位置是否影响电路不影响可能影响应用实例有的小彩灯串联多个家用电器之间识别串、并联电路的常用方法1.析电流法；在电源外部，电流从正极流向负极（或从负极流向正极）的途中，如果电流没有分支，只有一条通路的是串联电路；如果电流有分支，即分成两条或两条以上通路的是并联电路。2.断开法：即去掉一个用电器，如果另一个用电器也不工作，则两个用电器是串联；如果去掉后另一个用电器仍能工作，则两个用电器是并联。3.节点法：如果电流途径中没有分流点和汇合点，为串联电路；如果有电流的分流点和汇合点，为并联电路。【例题精讲】（2022•自贡）在如图所示电路中，当甲、乙均为电流表且开关S1闭合、S2断开时，电阻R1、R2连接方式是并联。当甲、乙均为电压表且开关S1、S2都闭合时，电阻R1、R2连接方式是串联。（均选填“串”或“并”）【答案】并；串。【思路点拨】电流表的电阻非常小，在电路中相当于导线，思路点拨电路时可以用导线代替，电压表的电阻非常大，在电路中相当于断路，思路点拨电路时可以去掉。串联电路只有一条电流路径，流过一个元件的电流同时流过另一个元件，因此各元件相互影响；并联电路中有多条电流路径，各支路上的元件互不影响；在并联电路中，干路开关控制所有用电器，支路开关只控制本支路用电器。【解析】当甲、乙均为电流表且开关S1闭合、S2断开时，电路中有两条电流路径，电阻R1、R2连接方式为并联，电流表甲测R2支路的电流，电流表乙测干路电流，干路开关控制整个电路；当甲、乙均为电压表且开关S1、S2都闭合时，电路中只有一条电流路径，电阻R1、R2连接方式为串联，电压表甲测电源电压，电压表乙测R2两端的电压。故答案为：并；串。【点评】本题考查了串联电路和并联电路的特点，关键是电表类型不同时电路串并联的判断和电表所测电路元件的辨别。【巩固训练】（2022•恩施州）小明断开客厅的灯后，到书房去闭合书房的灯进行学习，这两盏灯的连接方式（）A．一定并联 B．一定串联 C．可能串联 D．无法判断【答案】A【解析】如果一个开关断开，两盏灯都熄灭，则两灯可能是串联，可能是并联；如果一个开关断开，只有一盏灯熄灭，表明两盏灯互不影响，则两灯一定并联。断开客厅的灯后，书房的灯还可以工作发光，表明两盏灯互不影响，则两灯一定并联，故A正确。故选：A。知识点二：电路图和实物图【探究重点】1、根据实物电路画电路图观察实物图中接线柱上是否有两根导线。如果没有，电路为串联电路；如果有，电路为并联电路。2、根据电路图连接实物电路按照电流方向进行连接。如果为并联电路，先连接第一条路径，再连接第二条路径，以此类推。【例题精讲】（2022•武汉）下列电路图中，与实物电路对应的是（）A． B． C． D．【答案】A【思路点拨】根据实物图思路点拨电路的连接方式，然后得出正确的电路图。【解析】根据实物图可知，电流从电源的正极出来，分成两条路径：一条路径经过灯泡L1；另一条路径经过灯泡L2、开关S2；两条电流的路径汇合后经过开关S1回到电源的负极；所以该电路为并联电路，开关S1接在干路中，开关S2控制灯泡L2，故A图正确。故选：A。【点评】本题考查根据实物图选择电路图，关键是明白电路中各个用电器的连接情况，根据实物图画电路图是整个初中物理的难点也是重点。【巩固训练】（2022•深圳）如图是某实物连接电路。请根据实物图在方框内画出对应的电路图。【答案】【解析】由实物图可知，电路中只有电风扇这一个用电器，可以用电动机的符号表示，则对应的电路图如图所示：知识点三：生活中的电路设计【探究重点】1.判断电路是串联，还是并联，最简单的方法是看电流有几条通路，若只有一条，则是串联，有2条或2条以上的通路，则是并联。2.抓住并联电路的特点：用电器两端直接与电源两端相接；各个支路独立工作，互不影响来思路点拨是不是并联，也是判断电路的连接方式的方法。注意：不能根据开关可以使用电器同时工作或不工作来判断是串联还是并联，因为开关在干路上时，也是同时控制整个电路。但是，在一个电路中，有一些电器不工作，一些电器在工作，若开关没有与某个用电器并联，则该电路一定并联。此外还有一些其他的特殊方法：1.电流思路点拨法：在识别电路时，电流：电源正极→各用电器→电源负极，若途中不分流用电器串联;若电流在某一处分流，每条支路只有一个用电器，这些用电器并联;若每条支路不只一个用电器，这时电路有串有并，叫混联电路。2.断开法：去掉任意一个用电器，若另一个用电器也不工作，则这两个用电器串联;若另一个用电器不受影响仍然工作则这两个用电器为并联。3.节点法：在识别电路时，不论导线有多长，只要其间没有用电器或电源，则导线的两端点都可看成同一点，从而找出各用电器的共同点。4.观察结构法：将用电器接线柱编号，电流流入端为“首”电流流出端为“尾”，观察各用电器，若“首→尾→首→尾”连接为串联;若“首、首”，“尾、尾”相连，为并联。5.去表法：识别用电器连接方式时，若有电流表和电压表，可先将两表去掉。方法是将电流表短路，将电压表断路。因为电流表内阻很小，可以认为是通路；电压表内阻很大，可以认为是断路。这样处理后，画出没有电表的等效电路，确定用电器的连接方式。6.经验法：实际看不到连接的电路，如路灯、家庭电路，可根据他们的某些特征判断连接情况。【例题精讲】（2023•宿迁）下列电路中，符合直行方向交通信号灯（只考虑红灯和绿灯）模拟设计的是（）A． B． C． D．【答案】C【思路点拨】思路点拨开关断开和闭合时，红灯和绿灯的工作状态，注意红绿灯不能同时工作，据此判断选项即可得出答案。【解析】A．由图可知，两灯是串联关系，当开关都闭合后，红、绿灯同时亮，故A不符合题意；B．闭合开关S1和S2时绿灯亮，只闭合开关S1时红灯绿灯都亮，故B不符合题意；C．闭合开关S1，开关S2接触上接线柱时绿灯亮；闭合开关S1，开关S2接触下接线柱时红灯亮，两灯工作互不影响，故C符合题意；D．当只闭合开关S1时，红灯发光；闭合开关S1和S2时，红灯和绿色同时亮，故D不符合题意。故选：C。【点评】本题考查了红绿灯的连接即电路的设计，在做题时要抓住关键点红灯和绿灯不能同时亮，每次只有一个灯工作。【巩固训练】．（2023•长沙）“浴霸”里的电加热器和换气扇能独立工作互不干扰，符合上述要求的电路是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】要求电灯与风扇相互不影响，能独立工作，故应使电灯与风扇并联，且各自的支路有一个开关控制，干路上没有开关，故A正确。故选：A。00401强化训练1．（2023•蒙阴县一模）“智能穿戴”已经成为当下小科技创新的主流派，有一款“发热围脖”成为网红产品。其原理很简单：内置两个柔性发热电阻，当开关S1闭合时，为低温状态；再闭合S2，R1、R2同时工作，为高温状态；若断开S1，围脖停止发热。以下简化模拟电路设计正确的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】A．由图可知，两电阻串联，当开关S1闭合时，R1、R2同时工作，为低温状态；再闭合S2，只有R1工作，为高温状态，故A错误；B．由图可知，两个电阻并联，当开关S1闭合时，只有R1工作，为低温状态；再闭合S2，R1、R2同时工作，为高温状态；若断开S1，围脖停止发热，故B正确；C．由图可知，两个电阻并联，当开关S1闭合时，只有R1工作；再闭合S2，R1、R2同时工作；若断开S1，只有R2发热，故C错误；D．由图可知，电阻两电阻串联，当开关S1、S2闭合时，R1、R2同时工作，断开其中一个开关电路停止工作，故D错误。故选：B。2．（2023•武汉模拟）下列电路图中，与实物电路对应的是（）A． B． C． D．【答案】A【解析】A、由实物图可知，灯泡与电动机并联，一个开关控制干路，一个开关控制电动机支路。故A符合实物图；B、两开关分别控制两支路，与实物图不相符；C、两开关都控制干路，与实物图不相符；D、一个开关控制干路，一个开关控制灯泡支路，与实物图不相符。故选：A。3．（2023•潍坊二模）一种带有指示灯的杯子，在水温低于45℃时，指示灯不发光，水温高于45℃时，指示灯发光。指示灯的亮灭由下表中某一个温控开关控制。下列电路图中符合用电安全且能实现该杯子的指示灯功能的是（）开关名称温度高于45℃温度低于45℃温控开关S1保持闭合保持断开温控开关S2保持断开保持闭合A． B． C． D．【答案】C【解析】A、开关k1闭合，电源被短路了，故A错误；C、根据题意可知，在水温低于45℃时，指示灯不发光，温控开关k1断开，水温高于45℃时，指示灯发光，温控开关k1闭合，这说明k1控制指示灯，k1与指示灯串联在电路中，故C正确；BD、根据题意可知，在水温低于45℃时，指示灯不发光，温控开关k2闭合，水温高于45℃时，指示灯发光，温控开关k2断开，这说明k2控制指示灯是并联的，为了防止短路，电路中应串联接入一个保护电阻，故BD错误。故选：C。4．（2023•同安区模拟）以下四个电路图中，能正确反映出如图所示实物电路连接关系的是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】A、两灯泡串联，开关控制整个电路，不符合题意。B、两灯泡串联，开关于一个灯泡并联，符合题意。C、两灯泡并联，开关控制一条支路，不符合题意。D、两灯泡并联，开关控制干路，不符合题意。故选：B。5．（2023•泰山区三模）如图所示电路，若使L1、L2并联，则开关通断情况为（）A．只闭合S1 B．闭合S1、S3 C．只闭合S2 D．闭合S2、S3【答案】B【解析】要使两个灯泡并联，则电流的路径有两条，分别经过两个灯泡，应闭合S1、S3，断开S2。故选：B。6．（2023•江都区二模）教室内的日光灯开关闭合时，三灯同时亮，开关断开时，三灯同时熄灭，则它们的连接关系（）A．一定串联 B．一定并联 C．可能并联，也可能串联 D．无法确定【答案】B【解析】由用电常识可知，教室内的日光灯在工作时互不影响，一只损坏后，其余的仍能工作，且它们都可以在额定电压下工作，因此，它们一定是并联的，且开关在干路。故选：B。7．（2023•硚口区模拟）小明按照电路图正确连接了电路，以下哪一个实物图是小明连接的（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由电路图知，两灯并联，开关S1在干路上，S2在L2支路上。A、图中两灯并联，S1在L1支路上，S2在L2支路上，与电路图不对应，故A错误；B、图中两灯串联，与电路图不对应，故B错误；C、图中两灯并联，开关S1在干路上，S2在L2支路上，与电路图对应，故C正确；D、图中两灯并联，两个开关都在L2支路上，与电路图不对应，故D错误。故选：C。8．（2023•沭阳县模拟）如图所示，想使电灯L1与L2并联，S作为干路总开关，可将导线头M连接到（）A．A或B上 B．A或C上 C．B或C上 D．B或D上【答案】A【解析】想使电灯L1与L2并联，S作为干路总开关，则电流的路径有两条，开关在干路中，可将导线头M连接到A或B上。故选：A。9．（2023•宜州区二模）红绿灯路口写有标语”红灯停，绿灯行”。关于红灯与绿灯的连接方式，下列判断正确的是（）A．一定是并联 B．一定是串联 C．有时是串联，有时是并联 D．不能判断是串联还是并联【答案】A【解析】红灯与绿灯交替发光，它们互不影响，所以是并联的。故选：A。10．（2023•天津二模）根据如图所示的实物电路，四位同学分别画出如图所示的电路图，其中正确的是（）A． B． C． D．【答案】D【解析】从实物图可知S1控制干路电路，S2控制电动机，电动机和灯泡并联，故D正确，ABC错误。故选：D。11．（2023•内江模拟）如图所示为部分电路结构，若用一根导线在a、b、c、d四个接线柱之间连接，则下列思路点拨正确的是（）A．若a与b，c与d连接，则只有L1发光 B．若a与b，b与d连接，则只有L2发光 C．若a与b，b与c连接，则L1、L2并联 D．若a与b，b与d连接，则L1、L2串联【答案】A【解析】A、若a与b，c与d连接，由于c与d的连接将灯泡L2短路，则只有L1发光，故A正确；BD、若a与b，b与d连接，由于b与d的连接电流不经过用电器，引起电源短路，故灯泡都不发光，故BD错误。C、若a与b，b与c连接，由于b与c连接将灯泡L1短路，则只有L2发光，故C错误。故选：A。12．（2023•翠屏区一模）在如图所示的电路中，灯泡L1、L2的连接方式属于并联的是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】由图可知，图A、B、D中电流只有一条流通路径，属于串联电路；由图可知，图C中电流都有两条流通路径，属于并联电路。故选：C。1．（2023•泰州）为了安全，汽车行驶时驾驶员必须系好安全带。当系好安全带时，相当于闭合开关，指示灯不亮；未系好安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。符合上述要求的正确电路图是（）A． B． C． D．【答案】C【解析】A、无论开关断开还是闭合，灯泡都发光。不符合题意；B、无论开关断开还是闭合，灯泡都发光。不符合题意；C、开关断开，灯泡和保护电阻串联能够发光；开关闭合，灯泡被短路不能发光。符合题意；D、开关断开，灯泡与保护电阻串联能够发光；开关闭合造成电源短路。不符合题意。故选：C。2．（2022•泰安）如图所示，灯泡L1、L2串联的电路是（）A． B． C． D．【答案】B【解析】A、闭合开关，电流同时通过灯泡有两个通路，属于并联，故A错误；B、闭合开关，电流只有一个通路依次通过两个灯泡，属于串联，故B正确；CD、闭合开关，电流同时通过灯泡有两个通路，属于并联，故CD错误。故选：B。3．（2021•湘潭）如图是小李家电火锅的简化电路图，由图可知（）A．R1和R2是串联的 B．开关S1控制整个电路 C．只闭合开关S，是高温挡 D．开关S和S1都闭合，是高温挡【答案】D【解析】A、开关S和S1都闭合，电流有两条路径，各用电器间互不影响，R1和R2是并联的，故A错误；B、由电路图可知，开关S控制整个电路，故B错误；CD、只闭合开关S时，只有电阻R1接入电路，电阻R2没有接入电路，开关S和S1都闭合，R1和R2是并联的，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，电源电压U一定，根据P＝可知，电阻越小，电功率越大，电火锅处于高温挡，故C错误，D正确。故选：D。4．（2020•湖北）将灯泡L和小电动机M接入如图所示的电路中，下列说法中正确的是（）A．开关S1只控制灯泡L B．开关S2只控制灯泡L C．先闭合S1，再闭合S2时，灯泡L短路 D．同时闭合S1、S2，灯泡L和电动机M并联【答案】D【解析】由图知，ABD、两只