根據要求設計電路

如何根據要求設計電路，一直是同學們感到棘手的問題。筆者通過多年的教學嘗試，總結出一套行之有效的方法。現分如下兩種情況進行分析。

1 單個開關即可控制電路

分析方法與注意問題 逐一分析每個用電器的工作情況。分析用電器工作情況應按照它們被開關控制的數量由多到少的順序依次進行。

例1 按下列要求為某倉庫設計一個電路。要求電鈴響的同時電燈亮，表示前門有人取貨；只有電鈴響，表示后門有人送貨。請畫出設計的電路圖。

分析與解 本題中，各個用電器的被控制情況如下：

①電鈴前門開關控制后門開關控制

② 電燈：前門開關控制

電鈴由前、后門開關分別控制互不影響，因而兩個開關并聯后與電鈴串聯在電路中，如圖1所示。

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電燈僅由前門開關控制，再結合電鈴情況可知，其與前門開關串聯在支路中，這樣就設計出符合題目要求的電路，如圖2所示。

例2 某次物理知識競賽只有4個小組參加，現請你設計一個搶答題的電路。要求不論哪一組按開關，電鈴都能發出聲音，而且指示燈會告訴主持人是第幾組按的開關。請畫出設計的電路圖。

分析與解 由題意可知，所設計的電路應該由一個電源、一只電鈴、四個開關、四只指示燈、若干導線組成。并且各個用電器被控制的情況如下：

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①電鈴開關S1控制開關S2控制開關S3控制開關S4控制

②指示燈1：開關S1控制；指示燈2：開關S2控制；指示燈3：開關S3控制；指示燈4：開關S4控制。

電鈴由開關S1 S2 S3 S4 分別控制互不影響，因而四個開關并聯后與電鈴串聯在電路中，如圖3所示。另外，四個電燈分別被四個開關控制，再結合電鈴情況可知，每個開關與相應的電燈串聯在支路中。這樣就設計出符合題目要求的電路，如圖4所示。

2 兩個開關共同控制一個電路

分析方法與注意問題與第一種情況完全相同。關鍵是抓住總開關（能控制各用電器的開關）。

例3 給你一個電池組、一只燈泡、一只電鈴、開關S、開關S1、開關S2、導線若干。試按下列要求設計電路：僅閉合開關S、S1時只有電鈴響；僅閉合開關S、S2時電鈴響，電燈亮；當S斷開時，所有的用電器都不能工作。請畫出設計的電路圖。

分析與解 本題中，各個用電器的被控制情況如下：

①電鈴開關S、S1共同控制開關S、S2共同控制

②電燈由開關S、S2共同控制

在電鈴、電燈被控制的電路中都有開關S，因而它是總開關。電鈴還由另外兩個開關S1、S2控制，，它們之間互不影響，因而開關S1與開關S2并聯。這樣，開關S1與開關S2并聯后再與開關S、電鈴串聯，如圖5所示。

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電燈由開關S、S2共同控制，再結合電鈴情況可知，電燈與開關S2串聯在支路中。這樣就設計出符合題目要求的電路，如圖6所示。

例4 現有一盞紅燈、一盞綠燈、一只電鈴、一個電池組以及若干導線。按下列要求設計電路。①按下開關S2、S3時，電路中綠燈亮，同時電鈴響；②按下開關S1、S2時，電路中燈不亮，電鈴不響；③按下開關S1、S3時，電路中紅燈亮。請畫出設計的電路圖。

分析與解 本題中，各個用電器的被控制情況如下：

①電鈴由開關S2、S3共同控制

②綠燈由開關S2、S3共同控制

③紅燈由開關S1、S3共同控制

在電鈴、紅燈、綠燈被控制的電路中都有開關S3，因而它是總開關。電鈴、綠燈還由開關S2控制，因而綠燈與電鈴既可串聯，也可并聯后與開關S2串聯，如圖7、8所示。

紅燈由開關S1、S3共同控制，再結合電鈴、綠燈情況可知，紅燈與開關S1串聯后再與它們并聯。這樣就設計出符合題目要求的兩個電路，如圖9、10所示。