初中物理電路設計初探

劉學山

電路設計題是中考的一類常見題型，此類問題綜合性強、難度較大，需要同學們在讀懂題意的基礎上，熟練運用串、并聯電路的特點來設計出滿足要求的電路。下面舉例介紹此類問題的解法。

例1（2020·四川·甘孜）電冰箱的壓縮機和冷藏室內的照明燈工作時互不影響，溫控開關S1控制壓縮機，與冰箱門聯動的開關S2控制照明燈L，為此，小麗設計了下圖中的四種電路，其中正確的是（ ）。

解析：要使電冰箱的壓縮機和冷藏室內的照明燈工作時互不影響，則電路設計時要讓壓縮機M和照明燈L并聯，并且溫控開關S1串聯在壓縮機M支路，與冰箱門聯動的開關S2串聯在照明燈L支路，故A、B、C錯誤，D正確。

答案：D

例2（2020·貴州·黔東南）常用智能手機是通過指紋開關S1或密碼開關S2來解鎖的，若其中任一方式解鎖失敗后，鎖定開關S3均會斷開而暫停手機解鎖功能，S3將在一段時間后自動閉合而恢復解鎖功能。若用燈泡L發光模擬手機解鎖成功，則符合要求的模擬電路是（ ）。

解析：由題意可知：開關S1和開關S2均可接通電路，所以S1、S2并聯，開關S3斷開時，手機解鎖功能暫停，說明S3位于電路干路中，故A、B、D項均不符合題意， C項符合。

答案：C

例3（2019·安徽）公交車后門的兩個扶桿上通常各裝有一個按鈕，每一個按鈕都是一個開關。當乘客按下任何一個按鈕時，駕駛臺上的指示燈發光，同時電鈴響，提醒司機有人要下車。下列電路圖符合上述要求的是（ ）。

解析：按下按鈕相當于閉合開關。當乘客按下任何一個按鈕時，駕駛臺上的指示燈發光，同時電鈴響，說明這兩個開關可以獨立工作，互不影響，即兩開關并聯，分別獨立控制指示燈和電鈴，由圖示電路圖可知：A、B、D不符合題意，C符合題意。

答案：C

例4（2019·山東·濰坊）某款售水機可通過刷卡（閉合“感應”開關）或投幣（閉合“投幣”開關）接通供水電機取水，光線較暗時“光控”開關自動閉合，提供照明。下列簡化電路中符合要求的是（ ）。

解析：由題意可知：售水機既可以通過刷卡閉合“感應”開關，也可以通過投幣閉合“投幣”開關，接通供水電機取水，這說明刷卡和投幣的兩個開關互不影響，故“感應”和“投幣”兩個開關應是并聯的，光線較暗時“光控”開關自動閉合，接通燈泡提供照明，這說明燈泡與光控開關串聯，且與供水電機是并聯的。結合圖示可知，A、C、D不符合題意，只有B符合題意。

答案：B

例5 “陽光動力2號”飛機上裝有平衡警示電路（如圖1），其中S為正對駕駛員的重力開關，金屬片M可繞點O自由轉動，當機翼水平時，M在a、b中間。當飛機嚴重左傾時，綠燈亮、電鈴響;當飛機嚴重右傾時，紅燈亮、電鈴響。請完成電路連接。

解析：當飛機嚴重左傾時，綠燈亮、電鈴響，重力開關接a，綠燈與電鈴接入電路;當飛機嚴重右傾時，紅燈亮、電鈴響，重力開關接b，紅燈與電鈴接入電路。由題意可知，紅燈與綠燈互不影響，均能獨立工作，它們是并聯的，不論重力開關接a還是接b，電鈴都接入電路，因此電鈴串聯在干路中。

答案：如圖2所示

結語：本組例題考查了串、并聯電路的設計，解決以上幾類問題的關鍵是要抓住題干中的有用信息，并結合串、并聯電路的特點，綜合解答。若電路中各用電器可以獨立工作表示它們是并聯，若各用電器工作時相互影響則表示它們是串聯，如例1、例4、例5;串聯電路中，各開關相互影響，并聯電路中，各開關互不影響，根據題意可得出各個開關的連接方式，如例2、例3。