人教版(2024)九年级全册第3节 串联和并联习题
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知识点一、串联和并联:
1.串联
(1)定义:电路元件逐个首尾顺次连接起来的电路,叫串联。
(2)特点:
①电路不分叉,只有一条电流路径,通过上一个元件的电流同时也完全通过下一个元件;
②各用电器之间相互影响,电路中所有用电器同时工作,一个用电器由于断开不能工作,其他用电器也不能工作;
③只需要一个开关就能控制整条电路。
(3)实物图和电路图
2.并联
(1)定义:电路元件并列(首连首,尾连尾)连起来的电路,叫并联。
(2)干路:并联电路中,所有用电器共用的那部分电路。
(3)支路:并联电路中各用电器单独使用的那部分电路。
(4)特点:
①电路分叉,电流路径至少有两条及以上,有干路支路之分,流过干路的电流分别流过各支路;
②各用电器之间互不影响,一条支路上的用电器因断开而不能工作,不影响其他支路的用电器的工作。
③开关分干路开关和支路开关,干路开关控制整条电路,支路开关只控制某条支路。
(5)实物图和电路图
基础自测:
1.下列电路中两个灯泡都能够独立工作的是( )
A B C D
2.下列操作能使图中的小灯泡L1和L2组成串联电路的是( )
S1
S2
S3
L1
L2
A.闭合开关S1、S2和S3B.只闭合开关S1和S2
C.只闭合开关S2和S3D.只闭合开关S3
3.在参观人民检察院未成年人法治教育基地时,小明发现,在一处地面上有“沉迷网络”“交友不慎”两个圆形模块。用脚踩其中任何一个模块,与模块连接的电视上就会播放相应的教育短片。下列有关分析正确的是( )
A.两个模块相当于开关,彼此串联
B.两个模块相当于开关,彼此并联
C.两个模块相当于电源,彼此并联
D.两个模块相当于电源,彼此串联
4.如图所示,开关S闭合时,灯泡L1与灯泡L2组成并联电路的是( )
A. B.
C. D.
知识点二、连接串联电路和并联电路
1.连接串联电路的方法
(1)按照电源正极到负极的顺序,将电路中的各元件逐个顺次的连接起来,中间不分支;
(2)开关的控制作用:控制电路上的所有用电器;开关位置改变,其控制作用不变。
2.连接并联电路的方法:
(1)方法(一):“先干后支”法。即先将一个用电器(包括单独控制该用电器的开关)与电源的正极和负极连接起来,再找出两个分支点所在的位置,将并联的其他用电器(含控制它的开关)接在两个分支点之间。
(2)方法(二):“先支后干”法。先将两个或几个用电器的两端相连(如用电器有开关控制,则将开关与用电器作为整体来看),再将两端相连的支点分别与电源的正极和负极相连。
(3)开关的控制作用:干路上的开关控制整条电路,各支路开关只控制所在支路。
基础自测
5.图所示是一个简化了的玩具警车电路图。若只让电动机M工作,应( )
A. 只闭合S1B. 只闭合S2C. S1、S2都闭合D. S1、S2都断开
6.现代社会倡导文明出行,经过交通路口要遵守,“红灯停,绿灯行,黄灯等”的规则,某学习小组的4名同学观察十字路口的交通信号灯后,发现红灯,绿灯,黄灯可以独立工作,他们分别设计了如图所示的电路图,其中正确的是
A. B.
C. D.
7.下列图中,是电冰箱内的照明灯,M是压缩机,能正确表示电冰箱简化电路图的是( )
A. B.
C. D.
8.请用笔画线代替导线,在图中将两个灯泡、开关连成串联电路。
知识点三、生活中的串、并联电路
1.生活中的串联电路:装饰店铺、节日用的小彩灯等。
2.生活中的并联电路:街上的路灯、家用电器、教室里的灯等。
基础自测
9.现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示。只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于家庭电路中的 ,房间里各用电器之间是 联的。
10.如图所示为正在工作的电热蚊香器。蚊香器工作时将电能转化为 ,工作一段时间后我们会闻到香味,这是一种 现象。三个插座间的连接方式属于 (填“串联”或“并联”)。
11.如图是我国研制的096战略核潜艇。该艇浸没时排开水的质量为16000吨,最大下潜深度可达600米,位居世界第一。当096艇悬浮待命时,受到的浮力为 N,600米深度海水的压强为 Pa.为保证战略核武库的安全,发射装置需要艇长、副艇长和武器操控官都按下各自的开关才能开启,这三个开关之间应该是 (填“串联”或“并联”)的。(不考虑海水密度的变化,ρ海水取10×103kg/m3,g取10N/kg)
考点突破
考点1.串、并联电路
方法:判断电路连接方式的思路
从电源的正极出发,沿电流的路径“走”上一圈,回到电源的负极:(1)路径没有“分岔”,电路为串联电路;(2)电路有“分岔”,电路为并联电路。
例1.(2022·江苏连云港)如图所示,灯泡、串联的电路是( )。
A. B. C. D.
例2.(2022·枣庄)疫情期间,各个单位都加强了门卫保安工作。凡是内部车辆均可通过感应,自动打开门禁系统进入;外来车辆,司机需要经过测温、核查、登记后,由保安人员手动控制,开门进人由此可知,该门禁系统的控制电路可能是
A. B. C. D.
例3.(2022·四川成都) 实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )。
A. 甲电路中,开关S只控制L1B. 乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C. 丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮D. 丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
考点2.生活中的串、并联电路
方法:生活中的绝大多数电路为并联电路,只有少量装饰用的彩灯为串联电路。
例4.(2022·恩施)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
考点3.串、并联电路的设计
方法:(1)解决设计电路问题最高效的方法
明确电路设计的要求:
①开关的连接方式:弄清开关所在的电路是串联,还是并联;弄清开关是控制干路还是支路;
②用电器的连接方式:用电器不同时工作,一般为并联电路;用电器同时工作,可能为串联电路,也可能是并联电路。
根据要求画出电路图,并验证电路图是否正确。
(2)按实际需求设计电路的基本思路
①明条件:明确题目中的已知条件,分析开关、用电器在电路中的关系;
②明电路:根据条件明确电路的性质,即各电学元件串、并联关系;
③连电路:相对复杂的电路一般先画电路图,再连实物图;注意:连接实物图时一般先从电源正极出发,顺着电流的流向,先串后并,先简单后复杂,且导线不能交叉。
例5.(2022·重庆A)如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是( )。
A. B. C. D.
例6.(2022·江苏扬州)医院入口处的扫码测温系统工作时,扫码为绿码,开关闭合;测温正常,开关闭合。只有扫码为绿码且测温正常,系统才会启动电动机打开闸门放行。下列电路设计符合要求的是( )。
A. B. C. D.
例7.(2022·湖南长沙 某电吹风有冷风、热风两挡,如果只发热不吹风,会因温度过高引发安全事故。以下设计的电吹风电路合理的是( )。
A. B. C. D.
第3节 串联和并联
双基过关
知识点一、串联和并联:
1.串联
(1)定义:电路元件逐个首尾顺次连接起来的电路,叫串联。
(2)特点:
①电路不分叉,只有一条电流路径,通过上一个元件的电流同时也完全通过下一个元件;
②各用电器之间相互影响,电路中所有用电器同时工作,一个用电器由于断开不能工作,其他用电器也不能工作;
③只需要一个开关就能控制整条电路。
(3)实物图和电路图
2.并联
(1)定义:电路元件并列(首连首,尾连尾)连起来的电路,叫并联。
(2)干路:并联电路中,所有用电器共用的那部分电路。
(3)支路:并联电路中各用电器单独使用的那部分电路。
(4)特点:
①电路分叉,电流路径至少有两条及以上,有干路支路之分,流过干路的电流分别流过各支路;
②各用电器之间互不影响,一条支路上的用电器因断开而不能工作,不影响其他支路的用电器的工作。
③开关分干路开关和支路开关,干路开关控制整条电路,支路开关只控制某条支路。
(5)实物图和电路图
基础自测:
1.下列电路中两个灯泡都能够独立工作的是( )
A B C D
【答案】B
【解析】(1)开关能同时控制两盏灯,电路可以是串联,也可以是并联,但是并联时开关必须接在干路上。 (2)串联电路中,电流只有一条路径,各元件相互影响,不能独立工作;并联电路中,电流有多条路径,各元件互不影响,能够独立工作。
A、当两开关同时闭合,两个灯泡同时工作;只闭合S,上面灯泡单独工作,但下面的灯泡不能单独工作,故A不符合题意;
B、当三开关同时闭合,两个灯泡同时工作;只闭合S和S1,上面灯泡单独工作;只闭合S和S2,下面灯泡单独工作,故B符合题意;
C、闭合开关S,两个灯泡同时工作,但不能让两个灯泡单独工作,故C不符合题意;
D、当两开关同时闭合,两个灯泡同时工作;只闭合S,下面灯泡单独工作,但上面的灯泡不能单独工作,故D不符合题意。
2.下列操作能使图中的小灯泡L1和L2组成串联电路的是( )
S1
S2
S3
L1
L2
A.闭合开关S1、S2和S3B.只闭合开关S1和S2
C.只闭合开关S2和S3D.只闭合开关S3
【答案】D
【解析】
要使灯泡L1和L2组成串联电路,应将灯L1和L2首尾相连接到电源两端,则由图可知只要闭合S3,断开S1、S2,故D 符合题意;
若闭合开关S1、S2和S3,电流不经过用电器直接从电源的正极流入电源负极,从而形成电源短路,故A不符合题意;
若只闭合开关S1和S2,灯泡L1和L2组成并联电路,故B不符合题意;
若只闭合开关S2和S3,灯L2短路,电流不经过灯L2,只有灯L1连入电路,则灯L1发光,故C不符合题意。
3.在参观人民检察院未成年人法治教育基地时,小明发现,在一处地面上有“沉迷网络”“交友不慎”两个圆形模块。用脚踩其中任何一个模块,与模块连接的电视上就会播放相应的教育短片。下列有关分析正确的是( )
A.两个模块相当于开关,彼此串联
B.两个模块相当于开关,彼此并联
C.两个模块相当于电源,彼此并联
D.两个模块相当于电源,彼此串联
【答案】B
【解析】根据并联电路的各用电器可以独立工作,互不影响的特点进行分析。
由题知,脚踩其中任何一个模块,与模块连接的电视上就会播放相应的教育短片,其中两个模块相当于两个开关,与模块相连的电视能够独立工作,所以两个模块是并联的,故B正确。
4.如图所示,开关S闭合时,灯泡L1与灯泡L2组成并联电路的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】A.图中电流只有一条路径,依次经过这两个灯,因此两个灯泡串联电路,故A不符合题意;
B.图中开关断开时,两灯组成串联电路,开关闭合时,灯L2被短路,故B不符合题意;
C.图中开关闭合时,电流有两条路径,分别经过这两个灯,是并联电路,故C符合题意;
D.图中开关闭合时,灯泡L2被短路,只有L1的简单电路,故D不符合题意.
故选C.
知识点二、连接串联电路和并联电路
1.连接串联电路的方法
(1)按照电源正极到负极的顺序,将电路中的各元件逐个顺次的连接起来,中间不分支;
(2)开关的控制作用:控制电路上的所有用电器;开关位置改变,其控制作用不变。
2.连接并联电路的方法:
(1)方法(一):“先干后支”法。即先将一个用电器(包括单独控制该用电器的开关)与电源的正极和负极连接起来,再找出两个分支点所在的位置,将并联的其他用电器(含控制它的开关)接在两个分支点之间。
(2)方法(二):“先支后干”法。先将两个或几个用电器的两端相连(如用电器有开关控制,则将开关与用电器作为整体来看),再将两端相连的支点分别与电源的正极和负极相连。
(3)开关的控制作用:干路上的开关控制整条电路,各支路开关只控制所在支路。
基础自测
5.图所示是一个简化了的玩具警车电路图。若只让电动机M工作,应( )
A. 只闭合S1B. 只闭合S2C. S1、S2都闭合D. S1、S2都断开
【答案】A
【解析】
【详解】由电路图知,若只让电动机工作,则需闭合开关,断开开关。
故选A。
6.现代社会倡导文明出行,经过交通路口要遵守,“红灯停,绿灯行,黄灯等”的规则,某学习小组的4名同学观察十字路口的交通信号灯后,发现红灯,绿灯,黄灯可以独立工作,他们分别设计了如图所示的电路图,其中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【分析】
根据“要求红、绿、黄灯可独立发光”可知三灯泡的连接方式,然后得出答案.
【详解】由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知,要使红、绿、黄灯可独立发光,应采用三灯泡并联的连接方式,其三灯泡各有一个开关控制,选项中A正确,BCD错误.
故选A.
7.下列图中,是电冰箱内的照明灯,M是压缩机,能正确表示电冰箱简化电路图的是( )
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】照明灯和压缩机都能独立工作,且互不影响,所以照明灯和压缩机是并联,且都有各自的控制开关,结合各选项电路图可知,只有A正确,BCD错误。
故选A。
8.请用笔画线代替导线,在图中将两个灯泡、开关连成串联电路。
【答案】
【解析】
分析 由题干可知,开关控制整个电路,两灯泡串联,根据电流流向法,从电源的正极依次连接各开关S、两个灯泡最后回到负极即可.
解答 解:图中已经连接了部分电路,然后将开关左端接线柱与右侧灯泡右端接线柱相连,将左侧灯泡右端接线柱与右侧灯泡左端接线柱相连,如下所示:
【点评】 本题考查了根据电路图连接实物图的方法,一般都是采用电流流向法,先串后并的原则进行连接.
知识点三、生活中的串、并联电路
1.生活中的串联电路:装饰店铺、节日用的小彩灯等。
2.生活中的并联电路:街上的路灯、家用电器、教室里的灯等。
基础自测
9.现在许多宾馆都利用房卡取电,如图所示。只有把房卡插入槽中,房间内的用电器才能使用。房卡的作用相当于家庭电路中的 ,房间里各用电器之间是 联的。
【答案】总开关(开关);并
【解析】(1)房卡可以控制用电器的工作,不插入插槽中,所有房间内的用电器都不工作,所以房卡相当家庭电路干路上的总开关(开关);
(2)房间里各用电器之间工作情况是互不影响,所以各用电器之间是并联。
10.如图所示为正在工作的电热蚊香器。蚊香器工作时将电能转化为 ,工作一段时间后我们会闻到香味,这是一种 现象。三个插座间的连接方式属于 (填“串联”或“并联”)。
【答案】内能;扩散;并联
【解析】电热蚊香器工作时是将电能转化为内能;
在房间里我们会闻到香味,是分子运动的结果,属于扩散现象;
插座是为经常更换位置的用电器供电的,各用电器工作时互不影响,所以各插座间需要并联。
11.如图是我国研制的096战略核潜艇。该艇浸没时排开水的质量为16000吨,最大下潜深度可达600米,位居世界第一。当096艇悬浮待命时,受到的浮力为 N,600米深度海水的压强为 Pa.为保证战略核武库的安全,发射装置需要艇长、副艇长和武器操控官都按下各自的开关才能开启,这三个开关之间应该是 (填“串联”或“并联”)的。(不考虑海水密度的变化,ρ海水取10×103kg/m3,g取10N/kg)
【答案】1.6×108;6×106;串联
【解析】(1)满载排水量16000t,即m排=16000t=1.6×107kg;
当096艇悬浮待命时,根据阿基米德原理可得受到的浮力:
F浮=G排=m排g=1.6×107kg×10N/kg=1.6×108N。
(2)600米深度海水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×600m=6×106Pa;
(3)由于艇长、副艇长和武器操控官都按下各自的开关才能开启发射装置,说明艇长、副艇长和武器操控官的开关都闭合时,才能开启发射装置,所以它们是串联连接的。
考点突破
考点1.串、并联电路
方法:判断电路连接方式的思路
从电源的正极出发,沿电流的路径“走”上一圈,回到电源的负极:(1)路径没有“分岔”,电路为串联电路;(2)电路有“分岔”,电路为并联电路。
例1.(2022·江苏连云港)如图所示,灯泡、串联的电路是( )。
A. B. C. D.
【答案】B。
【解析】ACD.闭合开关后,两灯的两端分别连在一起,然后接到电路中,两灯并联,故ACD不符合题意;
B.闭合开关后,两灯依次相连,然后接到电路中,两灯串联,故B符合题意。故选B。
例2.(2022·枣庄)疫情期间,各个单位都加强了门卫保安工作。凡是内部车辆均可通过感应,自动打开门禁系统进入;外来车辆,司机需要经过测温、核查、登记后,由保安人员手动控制,开门进人由此可知,该门禁系统的控制电路可能是
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】小区内部车辆门禁系统可以自动识别将门打开,外部车辆需要门卫人员按动按钮才能将门打开,若将门禁系统看做一个自动开关,按钮看做一个手动开关,则两个开关单独都能打开大门,即两开关并联后再与电动机串联,只有A正确。故选A。
例3.(2022·四川成都) 实验小组的同学连接了四个电路(如图)来探究开关的控制作用,下列判断正确的是( )。
A. 甲电路中,开关S只控制L1B. 乙电路中,闭合开关S,两灯都亮
C. 丙电路中,闭合开关S,L1亮,L2不亮D. 丁电路中,断开开关S,L1不亮,L2亮
【答案】D。
【解析】A.由图可知,此时两灯串联,故开关S可以同时控制L1和L2,故A错误;
B.由图可知,闭合开关后,灯泡L1将被短路,不会发光,故B错误;
C.由图可知,闭合开关后,电流从电源的正极直接流回电源的负极,两灯均被短路,均不亮,故C错误;
D.由图可知,断开开关S后,此时只有L2接入电路,故L1不亮,L2亮,故D正确。故选D。
考点2.生活中的串、并联电路
方法:生活中的绝大多数电路为并联电路,只有少量装饰用的彩灯为串联电路。
例4.(2022·恩施)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】
【详解】串联开关控制整个电路,而并联开关只控制所在支路的电路。小明断开客厅的灯后,到书房去闭合书房的灯进行学习,证明两个开关各控制各自支路的线路,才能相互不影响,故A符合题意。
故选A。
考点3.串、并联电路的设计
方法:(1)解决设计电路问题最高效的方法
明确电路设计的要求:
①开关的连接方式:弄清开关所在的电路是串联,还是并联;弄清开关是控制干路还是支路;
②用电器的连接方式:用电器不同时工作,一般为并联电路;用电器同时工作,可能为串联电路,也可能是并联电路。
根据要求画出电路图,并验证电路图是否正确。
(2)按实际需求设计电路的基本思路
①明条件:明确题目中的已知条件,分析开关、用电器在电路中的关系;
②明电路:根据条件明确电路的性质,即各电学元件串、并联关系;
③连电路:相对复杂的电路一般先画电路图,再连实物图;注意:连接实物图时一般先从电源正极出发,顺着电流的流向,先串后并,先简单后复杂,且导线不能交叉。
例5.(2022·重庆A)如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流;当水温达40℃及以上,感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是( )。
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】感应开关S1闭合,只有绿灯照亮水流,说明开关S1与绿灯串联;感应开关S2闭合,只有红灯照亮水流,说明开关S2与红灯串联。且红灯和绿灯工作时互不影响,则红灯和绿灯并联。符合以上要求的电路连接方式只有B图,故B符合题意,ACD不符合题意。故选B。
例6.(2022·江苏扬州)医院入口处的扫码测温系统工作时,扫码为绿码,开关闭合;测温正常,开关闭合。只有扫码为绿码且测温正常,系统才会启动电动机打开闸门放行。下列电路设计符合要求的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】A.只要扫码为绿码,开关闭合或者测温正常,开关闭合,电动机就会工作,故A不符合题意;
B.若测温正常,开关闭合,电动机就工作,故B不符合题意;
C.若扫码为绿码,开关闭合,电功机就工作了,故C不符合题意;
D.只有扫码为绿码,开关闭合,且测温正常,开关闭合,电动机才会工作,故D符合题意。故选D。
例7.(2022·湖南长沙 某电吹风有冷风、热风两挡,如果只发热不吹风,会因温度过高引发安全事故。以下设计的电吹风电路合理的是( )。
A. B. C. D.
【答案】D。
【解析】A.若开关闭合,只有热风,故A不符合题意;
B.若开关闭合,电动机和加热电阻一起工作,只有热风,故B不符合题意;
C.若开关不闭合,只加热,不吹风,会因温度过高引发安全事故,故C符合题意;
D.若开关S闭合,只吹冷风,再闭合S1,则吹热风,故D符合题意。故选D。
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