電路的組成和連接方式-通路、開路、短路,設計串並聯電路圖詳解

2020-12-24 物理怪怪怪

01要點一、認識電路

1、用電器:利用電來工作的器件叫作用電器。

2、電源:能夠向用電器提供電的器件叫作電源。

3、開關:在電路中控制電路通斷的器件叫作開關。

4、導線:把用電器、電源和開關連接起來。

1、電源有直流和交流兩種,它們一般都有兩極正極和負極。不少用電器連入電路時要考慮電源的正負極性,如果正負極連接不正確,用電器將不能正常工作,甚至會損毀用電器。

2、通常每個用電器都有相應的開關控制,中學實驗室中常用的是單刀單擲開關和單刀雙擲開關,連接電路時,開關應該是斷開的。

02要點二、通路 開路和短路

1、通路:電路接好後,閉合開關,處處相通的電路叫做通路。

2、斷路(開路):開關未閉合,或導線斷裂,接頭鬆脫,致使電路在某處斷開,叫做開路,也叫做斷路。

3、短路:導線不經過用電器直接跟電源兩極連接的電路,叫做短路。

短路分為電源被短路和用電器被短路,電源短路如圖甲所示,電流經過外加導線,而繞過了兩個燈泡,兩個燈泡都不亮。用電器被短路如圖乙所示,用導線把接到燈泡兩端,電流流經外加導線而繞過了小燈泡,小燈泡不發光,LED發光。

03要點三、電路圖

1、電路中一些常見元件的符號:

2、電路圖:用規定的符號表示電路連接情況的圖,叫做電路圖。

3、畫電路圖時請注意:

(1)要用統一規定的符號。

(2)連接線要畫成橫平豎直。

(3)電路圖要簡潔、整齊、美觀。

畫電路圖時,最好從電源的正極出發,沿電流的方向依次畫,在電路圖中導線無長短之分的原則。合理安排電路元件的位置,使之均勻分布在電路中,元件符號不能畫在電路的拐角處,導線不能相交。

04要點四、電路的連接方式

1、串聯電路:兩個小燈泡首尾順次相連。由用電器串聯組成的電路叫做串聯電路。

2、串聯電路的特點:

(1)連接特點:逐個順次---首尾相連。

(2)電流路徑:只有一個。

(3)開關控制特點:開關能同時控制所有的用電器,與開關的位置沒有關係。

(4)用電器工作特點:各用電器互相影響,一個用電器壞了,其他用電器都不能工作。

3、並聯電路:兩個小燈泡並列連接。由用電器並聯組成的電路叫做並聯電路。

4、並聯電路的特點: 

(1)連接特點:並列連接---首首尾尾相連。

(2)電流路徑:電流有兩條(或多條)路徑;

(3)開關控制特點:幹路的開關控制整個幹路,支路的開關只控制本支路。 

(4)用電器工作特點:各元件可以獨立工作,一個用電器壞了了,其它用電器不受影響。

1、電流流向法:電源正極→各用電器→電源負極,若途中不分流,則用電器串聯;若電流在某一處分流,每條支路只有一個用電器,這些用電器並聯;若每條支路不只一個用電器,這時電路有串有並,叫混聯電路。

2、斷開法:去掉任意一個用電器,若另一個用電器也不工作,則這兩個用電器串聯;若另一個用電器不受影響,仍然工作,則這兩個用電器為並聯。

3、節點法:在識別電路時,不論導線有多長,只要其間沒有用電器或電源,則導線的兩端點都可看成同一點,從而找出各用電器的共同點。

4、觀察結構法:將用電器接線柱編號,電流流入端為「首」電流流出端為「尾」,觀察各用電器,若「首→尾→首→尾」連接為串聯;若「首、首」,「尾、尾」相連,為並聯。

5、經驗法:對實際看不到連接的電路,如路燈、家庭電路,可根據他們的某些特徵判斷連接情況。

05要點五、連接串聯電路和並聯電路

1、根據電路圖連接實物圖:對照電路圖,從電源正極出發,逐個順次地將實物圖中的各元件連接起來即可。

(1)在電路圖中任選一條單一的迴路,並對照這個迴路在實物圖中將相應的元件連接好。

(2)對照電路圖,把所選迴路以外的元件分別補連到實物圖的相應位置,在連入迴路以外的元件時,要找出電路中電流的分流點和會合點,將迴路以外的元件連接在兩點之間。這裡要特別注意實物圖中元件的連接順序必須與電路圖中各元件的順序一致。

2、根據實物圖連接電路圖:要用規定的電路符號代替實物,按照實物的連接方式畫出規範的電路圖。

(1)電路圖中各元件擺放的位置儘量與實物圖中各元件位置相對應,這樣便於檢查;

(2)各電路元件擺放的位置要均勻、美觀;

(3)交叉連接的導線,一定要在連接處畫一個「黑點」。

1、連接電路時應注意:①畫好電路圖;②按一定順序;③接線過程開關是斷開的;④避免電源短路。

2、並聯電路連接的方法通常有先幹路後支路;先選定一條支路完整連接,再連接其他支路。

3、幹路開關控制整個電路,支路開關只控制該支路。

4、生活中的電路:

(1)生活中的串聯電路:用來裝飾店堂、居室、烘託歡樂氣氛的彩色小燈泡多數是串聯。

(2)生活中的並聯電路:裝點天安門等高大建築物上的成千上萬隻燈泡是並聯的,家庭中各用電器都是並

聯的,街道兩旁的路燈是並聯的,競賽時的搶答器的電路是並聯的,電冰箱中的燈泡和發動機之間是並聯的。

(3)家庭電路圖可簡化成下圖所示:電路中的燈泡、電視機、檯燈以及小彩燈的整體是並聯方式接在電路中的,燈泡和開關是串聯,單個小彩燈是串聯。

06類型一、簡單電路

1.如圖所示是一個可攜式充電器正在給手機電池充電,在充電過程中,該手機電池相當於電路中的(  )

A.電源 B.開關 C.導線 D.用電器

【思路點撥】手機電池在充電的時候,是消耗電能的屬於用電器;在手機工作過程中,手機電池是提供電能的屬於電源。

【答案】D

【解析】在給手機電池充電的過程中,電能轉化為電池的化學能,在電路中手機電池消耗電能,手機電池相當於用電器;故選D。

【總結升華】用電器是消耗電能的,在給手機的電池充電的過程中,手機電池是用電器。

舉一反三

【變式】下列各項中都屬於用電器的是(  )

A.燈泡、燈座、洗衣機 B.電動機、電爐、電飯煲

C.閘刀開關、電熨鬥、電冰箱 D.日光燈、手電筒、蓄電池

【答案】B

【解析】閉合開關S1、S2,電路為L1的基本電路,L2被短路,故L1能發光,L2不能發光。

【總結升華】根據電路圖可知,閉合開關S1、S2,電路為L1的基本電路,L2被短路。

07類型二、串聯電路與並聯電路

3. 如下列所示各圖中,為串聯電路的是( )

【思路點撥】抓住串聯電路的特點:電路只有一個迴路,各用電器互相影響,一個用電器壞了,其他用電器都不能工作。

【解析】圖A中,開關閉合後,電路處於短路狀態;圖B中,一條導線直接接在了電池的兩極,電路處於短路狀態;圖C中,電流分別經L1、L2流回電源的負極,有兩條迴路,是並聯電路;圖D中,電流始終是一條路徑,電路只有一個迴路,是串聯電路;圖E中,電流分別經L1、L2流回電源的負極,有兩條迴路,也是並聯電路。正確答案:D

【總結升華】在判斷串、並聯電路時,可採用「迴路法」。即:讓電流從電源正極出發經過各用電器回到電源的負極,途中不分流,電流始終是一條路經,電路只有一個迴路,這些用電器的連結方式就是串聯;如果電流在某處分為幾條支路,每條支路上還有用電器,電流的路徑有幾條,構成了幾條迴路,這些用電器的連結方式就是並聯。

【變式】(海澱區一模)如圖所示的四個電路中,開關S閉合後,兩個燈泡屬於串聯的是(  )

【答案】A

08類型三、設計電路

4.(宜城市模擬)如圖所示,兩間獨立病房裡各裝一個開關,方便病人呼叫醫生。在護士室各有紅燈、綠燈各一個,病人按下開關S1,L1燈亮;另一病人按下S2,L2燈亮。請用筆劃線代替電線,連好電路。

【思路點撥】由題意可知,兩盞燈互不影響,故兩燈並聯,並且開關S1控制紅燈L1;開關S2控制綠燈L2。

【答案】根據題意設計電路圖如圖所示。

【解析】從正極開始進行分支,一支經開關S1、紅燈;另一支經開關S2、綠燈,然後兩支匯合共同回到負極。電路連接如圖所示。

【總結升華】解決本題的關鍵是根據題意得出兩燈泡的連接方式為並聯和根據開關的作用判斷其位置。

【變式】根據以下要求,設計電路,用筆代線在圖中畫出相應的實物連接圖。(導線不能交叉)

要求:(1)只閉合S1時,紅燈發光,綠燈不發光;

(2)S1、S2都閉合時,兩燈都發光;

(3)只閉合S2時,兩燈均不發光。

【答案】如圖所示

09類型四、電路圖與實物的轉化

5. (吉林模擬)根據題意作圖。

(1)在如圖甲中畫出電路圖中的電流方向,並連接圖乙的實物圖。

(2)請根據如圖丙實驗電路,在圖方框內畫出電路圖。

【思路點撥】電源外部電流從正極出發經電路元件後回到電源的負極;由電路圖可知,電源、開關、電鈴、燈泡依次串聯組成電路即可。

【答案與解析】

(1)電流從電源正極流出分別通過各元件,最後回到電源負極,由此標出電流方向;

依次串聯電源、開關、電鈴、燈泡組成電路,如圖所示:

(2)由圖丙知,兩燈泡組成並聯電路,開關在幹路上控制整個電路,電路圖如圖所示:

【總結升華】本題考查了根據電路圖連接實物電路圖和根據實物電路圖作電路圖,分析電路結構,明確各電路元件的連接方式是正確作圖的前提與關鍵。

【變式】按如圖甲所示的實物圖,在方框乙中畫出它的電路圖。

【答案】如下圖所示

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