专项突破提升(四) 电磁学实验及作图
(时间：90分钟 满分：100分)
【类型1】 电磁学实验
1．(6分)实验课上某小组的同学开展了一系列电磁方面的实验探究。
第1题图
(1)用图甲所示装置验证电流可以产生磁场。闭合开关前，小磁针静止时指向与导线平行。闭合开关后，观察到 小磁针偏转 的现象，说明电流可以产生磁场。
(2)如图乙所示，实验中将金属导体棒ab放在磁场中两根平行的金属导轨上，闭合开关，导体棒ab向右运动；将磁铁的磁极对调，闭合开关，导体棒ab向左运动。该实验探究的问题是 通电导体在磁场中受力方向与磁场方向是否有关 。
(3)图丙是“探究导体在磁场中运动时产生感应电流条件”的装置，导体AB、开关、灵敏电流表用导线连接。闭合开关，让导体AB在磁场中 水平左右 (选填“竖直上下”或“水平左右”)运动，会发现灵敏电流表的指针偏转，这就是电磁感应现象。
第2题图
2．(10分)如图所示为“探究通电螺线管外部的磁场分布”的实验。
(1)在固定有螺线管的水平硬纸板上均匀地撒满铁屑，通电后轻敲硬纸板，观察铁屑的排列情况，发现通电螺线管外部的磁场与 条形 磁体的磁场相似。
(2)在螺线管外部A、B 两处放置小磁针，闭合开关，发现A处小磁针发生偏转而B处小磁针不偏转，B处小磁针不偏转的原因可能是 小磁针N极的指向与磁场方向相同 (写出一条即可)。
(3)将电池的正、负极对调，重复上述实验，是为了探究通电螺线管外部磁场的方向与 电流 方向的关系。
(4)如果想探究“通电螺线管外部磁场的强弱与电流大小的关系”，可以增加的实验器材为 滑动变阻器 (写出一个即可)。
(5)在螺线管内插入铁芯，就可以制成电磁铁，许多自动控制的电路中都安装有电磁铁，下列关于电磁铁的说法正确的是 C (选填字母)。
A．电磁铁的铁芯可以用铝棒代替
B．电磁铁磁性的强弱只与电流的大小有关
C．电磁铁是根据电流的磁效应制成的
3．(14分)在“探究磁场对通电导体的作用”的实验中，小明设计了如图所示的电路，导体棒ab用绝缘细线悬挂在蹄形磁体的两极之间。
第3题图
(1)磁体周围和通电导线周围都存在的一种特殊物质是 磁场 (选填“磁场”或“磁感线”)。
(2)闭合开关前，导体棒ab静止，闭合开关后，导体棒ab向右运动，说明磁场对 通电导体 有力的作用。
(3)断开开关，将图中磁体的N、S极对调，再闭合开关，会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向 相反 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 磁场方向 有关。
(4)断开开关，将图中电源的正、负极对调，再闭合开关，会发现导体棒ab的运动方向与对调前的运动方向 相反 ，说明通电导体在磁场中的受力方向与 电流方向 有关。
(5)如果同时改变磁场方向和电流方向， 不能 (选填“能”或“不能”)确定通电导体在磁场中的受力方向与磁场方向或电流方向是否有关。
4．(10分)如图甲所示是小明同学安装好的直流电动机模型。
第4题图
(1)在安装该模型时要按照 由内向外 (选填“由外向内”或“由内向外”)的顺序安装。
(2)(多选)为了使组装的电动机模型能够正常运转，小明在安装时还应注意下列几点，其中正确的是 ABC 。
A．要尽量减小轴与轴架之间的摩擦
B．电刷与换向器的接触松紧度要适当
C．不要使各元件因安装不当而产生形变
D．每一个固定螺钉均不能拧紧
(3)小明把安装好的电动机、滑动变阻器、电源和开关串联起来进行实验，如图乙所示：
①用笔画线代替导线完成图乙中实验器材的连接；(要求滑片向右移时，电动机转速变小)
答案：如图所示。
②若闭合开关，线圈不转，用手轻轻一拨，线圈就转动起来，则原来线圈不转的原因可能是 线圈处在平衡位置 。
第4题图
(4)图甲中换向器A的作用是 自动改变线圈中电流的方向 。
5．(10分)如图是“探究感应电流产生的条件”的实验装置。
第5题图
(1)实验中，ab棒的材料可能是 铝 (选填“塑料”或“铝”)。
(2)实验中通过观察 灵敏电流表的指针是否偏转 来判断电路中是否产生感应电流。
(3)磁体不动，使ab竖直向上或竖直向下运动，灵敏电流表指针 不偏转 (选填“偏转”或“不偏转”)。
(4)实验中发现灵敏电流表指针偏转不明显，为了使指针偏转明显，可采取的措施是 增大导体棒切割磁感线的速度(或更换磁性更强的磁体) (写出一种措施)。
(5)如果将图中的灵敏电流表换成 电源 ，可以探究磁场对通电导体的作用。
6．(12分)在“探究利用磁场产生电流”的实验中，小李连接了如图所示的实验装置。
第6题图
(1)将磁铁N极向下插入螺线管时，观察到灵敏电流表的指针向左偏转，这表明 电路中产生了电流 ；在这个过程中，以磁铁为参照物，螺线管是 向上运动 (选填“静止”“向上运动”或“向下运动”)的；如果改为磁铁S极向下插入螺线管，灵敏电流表指针将向 右 偏转；如果磁铁S极插入螺线管后保持不动，则灵敏电流表指针 不偏转 。
(2)将磁铁N极从螺线管中向上拔出，会观察到灵敏电流表的指针 向右偏转 (选填“向左偏转”“向右偏转”或“不偏转”)。
(3)通过(1)(2)两步实验，可以得出感应电流的方向与 导体运动方向和磁场方向 有关。
7．(18分)实验小组在“探究什么情况下磁可以生电”的实验中，连接了如图甲所示的实验装置。
甲
第7题图
(1)实验中通过观察 灵敏电流表指针是否偏转 来判断电路中是否有电流产生。
(2)保持装置不变，改变开关通断状态，让导体AB在磁场中沿不同方向运动，观察灵敏电流表指针的偏转情况，记录的数据见表所示。
实验 次数 开关 磁场方向 导体AB运动情况 灵敏电流表指针偏转情况
1 断开 上N下S 左右或上下运动 不偏转
2 闭合 上N下S 静止 不偏转
3 闭合 上N下S 上下运动 不偏转
4 闭合 上N下S 左右运动 偏转
(3)闭合开关，保持导体AB和蹄形磁体相对静止，灵敏电流表指针不偏转，说明电路中 没有 (选填“有”或“没有”)电流产生。
(4)分析实验1和4可知，产生电流的条件之一是开关必须 闭合 。
(5)分析实验3和4可知，产生电流的另一个条件是电路中的部分导体必须做 切割磁感线 运动。
(6)分析实验可知，闭合电路中的一部分导体在磁场中 做切割磁感线运动 时，导体中就产生电流，这种电流叫做 感应电流 。
(7)实验时电路中产生电流时是将 机械 能转化为电能，此原理可用来制造 发电机 (选填“电动机”或“发电机”)。
(8)(多选)如图乙所示，a表示垂直于纸面的一根导线，它是闭合电路的一部分，结合上述实验结论，当a在磁场中水平左右运动时，下列图中能产生感应电流的是 CD 。
乙
第7题图
【类型2】 电磁学作图
8．(4分)根据图中小磁针的指向，把磁体的N、S极标注出来。
第8题图
答案：如图所示。
9．(2分)标出图中所有磁感线的方向和小磁针的N极(把N极涂黑并标上字母)。
第9题图
答案：如图所示。
10．(4分)请在图中括号内分别标出通电螺线管的N、S极和电源的“＋”“－”极。
第10题图
答案：如图所示。
11．(4分)如图所示，请将螺线管、滑动变阻器接入电路中，要求：开关闭合后，螺线管与条形磁体相互排斥，滑动变阻器滑片P向右移动时斥力变小。
第11题图
答案：如图所示。
12．(2分)根据如图所示的小磁针指向，画出通电螺线管导线的绕法。
第12题图
答案：如图所示。
13．(4分)为保证桥梁以及过桥车辆的安全，工作人员在桥的入口处安装了“超载检测报警系统”。检测时，当车辆重量小于限定值时，绿灯亮，红灯灭，表示可以通行；当车辆重量大于或等于限定值时，红灯亮，绿灯灭，表示禁止通行。图中压敏电阻Rx的阻值随着压力增大而减小。请用笔画线代替导线完成电路连接。
第13题图
答案：如图所示。专项突破提升(三) 电热综合计算
(时间：90分钟 满分：100分)
【类型1】 电热综合问题
1．(10分)如图所示电路中，电源电压恒为9 V，灯泡L规格为“6 V 3 W”(灯丝的电阻不随温度的变化而变化)。闭合开关S，灯泡L正常工作。求：
第1题图
(1)电阻R的阻值；
(2)灯泡L工作5 min消耗的电能及电阻R产生的热量。
解：(1)由电路图可知，灯泡L与电阻R串联，电压表测灯泡L两端的电压，闭合开关S，灯泡L正常发光，由串联电路特点和P＝UI可得，此时电路中的电流
I＝IR＝IL＝＝＝0.5 A，
因为串联电路电源电压等于各用电器两端电压之和，所以电阻R两端电压
UR＝U－U额＝9 V－6 V＝3 V，
由欧姆定律得，电阻R的阻值
R＝＝＝6 Ω。
(2)由P＝可得，灯泡L工作5 min消耗的电能
W电能＝P额t＝3 W×5×60 s＝900 J，
电阻R 5 min产生的热量
Q＝Rt＝(0.5 A)2×6 Ω×5×60 s＝450 J。
2．(12分)如图所示，电源电压恒定，小灯泡L标有“6 V 3 W”字样(灯丝的电阻不随温度的变化而变化)。当只闭合开关S1时，小灯泡L恰好正常发光；当同时闭合开关S1和S2时，电流表的示数为0.8 A。求：
第2题图
(1)只闭合S1时，电流表的示数；
(2)R0的阻值；
(3)同时闭合开关S1和S2时，通电1 min电路产生的总热量。
解：(1)只闭合S1时，只有小灯泡L接入电路且小灯泡L正常发光，所以电源电压U＝UL＝6 V，
由P＝UI可得，电流表的示数即小灯泡正常发光时的电流
IL＝＝＝0.5 A。
(2)当开关S1、S2都闭合时，R0与L并联，电流表测干路电流，因并联电路中各支路独立工作、互不影响，所以通过L的电流不变；因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R0的电流
IR＝I－IL＝0.8 A－0.5 A＝0.3 A，
因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由I＝可得R0的阻值
R0＝＝＝20 Ω。
(3)该电路为纯电阻电路，当开关S1、S2都闭合时，通电 1 min 电路产生的总热量
Q＝W＝UIt＝6 V×0.8 A×60 s＝288 J。
【类型2】 电热计算图像问题
3．(5分)(2023·南充中考)如图所示为电阻R1和R2的I-U图像，下列说法正确的是( D )
第3题图
A．R2的阻值为10 Ω
B．两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶4
C．将两电阻串联接入电路，通电后，R1两端电压与R2两端电压之比为1∶2
D．将两电阻并联接入电路，通电1 min，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比为1∶2
解析：由图像可知，R2两端电压为1 V时，通过R2的电流为0.2 A，则R2的阻值R2＝＝＝5 Ω，R1两端电压为2 V时，通过R1的电流为0.2 A，则R1的阻值R1＝＝＝10 Ω，故A错误；两电阻串联的总阻值R串＝R1＋R2＝10 Ω＋5 Ω＝15 Ω，两电阻并联的总阻值R并＝＝＝ Ω，则两电阻串联与并联的总阻值之比为9∶2，故B错误；将两电阻串联接入电路，通电后，由串联分压特点可得，R1两端电压与R2两端电压之比＝＝＝2∶1，故C错误；将两电阻并联接入电路，各支路电压等于电源电压，通电1 min，电流通过R1产生的热量与电流通过R2产生的热量之比＝＝＝＝1∶2，故D正确。
4．(12分)某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中 R1和 R2 均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水的过程中，电热水壶的电功率随时间变化的关系图像如图乙所示。求：
(1)该电热水壶加热和保温时的电流之比；
(2)电阻 R2的阻值；
(3)给 1.2 kg 的水加热，使水温从 20 ℃升高至 80 ℃，该电热水壶的工作效率为 90%，需要加热的时间。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
第4题图
解：(1)由P＝UI可知，电压不变时，电流之比等于电功率之比，即
I热∶I温＝P热∶P温＝1 600 W∶400 W＝4∶1。
(2)由题图甲可知，S接1时电热水壶处于加热挡，则电阻R1的阻值
R1＝＝＝30.25 Ω，
S接2时电热水壶处于保温挡，则电阻R2的阻值
R2＝－R1＝－30.25 Ω＝90.75 Ω。
(3)1.2 kg的水温度从20 ℃升高至80 ℃吸收的热量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×(80 ℃－20 ℃)＝3.024×105 J，
由Q吸＝ηQ＝ηP热t加，则需要加热的时间
t加＝＝210 s。
【类型3】 高温挡、低温挡问题
5．(16分)空气炸锅因其烹制的食物脂肪含量低、美味酥脆、无油烟味，深受广大市民青睐。如图甲所示为某品牌的空气炸锅，其发热元件为两个电阻，R1＝50 Ω，R2＝200 Ω，额定工作电压为220 V，内部电路可简化为图乙所示电路，当开关S1闭合，开关S接b端时为高温挡；当开关S1闭合，开关S断开时为中温挡。求：
第5题图
(1)在中温挡正常工作时，通过电阻R2的电流；
(2)在高温挡正常工作时，电阻R1、R2消耗的总功率；
(3)若用此空气炸锅加工薯条，原料薯条温度为20 ℃，炸熟至少需要达到170 ℃，一次炸熟200 g薯条需要吸收的热量；[c薯条＝3.63×103 J/(kg·℃) ]
(4)若使用空气炸锅高温挡完成(3)中所述烹制，空气炸锅电能转化为热能的效率为75%，烹制一次薯条需要的时间。
解：(1)空气炸锅在中温挡工作时，通过电阻R2的电流
I2＝＝＝1.1 A。
(2)在高温挡工作时电阻R1、R2并联，电阻R1、R2消耗的总功率
P＝P1＋P2＝＝＝1 210 W。
(3)一次炸熟200 g薯条需要吸收的热量
Q＝c薯条mΔt＝3.63×103 J/(kg·℃)×200×10-3 kg×(170 ℃－20 ℃)＝1.089 ×105 J。
(4)若使用空气炸锅高温挡完成(3)中所述烹制，由W＝Pt和η＝可知，烹制一次薯条需要的时间t＝＝＝120 s。
6．(12分)如图甲所示是一款电煮壶，为了保留药膳的营养，可以把被加热的药膳放到炖盅里加热。如图乙所示是其简化电路图，R1、R2均为发热电阻，且R1＝R2。电煮壶有加热和保温两个挡位，加热挡的功率为1 000 W。求：
第6题图
(1)电煮壶保温挡的功率；
(2)炖盅内0.5 kg的药膳温度升高80 ℃，药膳吸收的热量；[c药膳＝4×103 J/(kg·℃)]
(3)若不计热量损失，壶中的水和药膳总共吸收6×105 J的热量，用加热挡加热需要的时间。
解：(1)由图乙可知，当开关S闭合、旋钮开关接2时，电路为R2的简单电路，电路的总电阻较小，总功率较大，为加热挡，由P＝UI＝可得，R2的阻值
R2＝＝＝48.4 Ω，
当开关S闭合、旋钮开关接1时，R1、R2串联，电路的总电阻较大，总功率较小，为保温挡，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，且R1＝R2，所以电煮壶保温挡的功率
P保温＝＝＝500 W。
(2)药膳吸收的热量
Q＝c药膳mΔt＝4×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×80 ℃＝1.6×105 J。
(3)不计热量损失，消耗的电能
W＝Q吸＝6×105 J，
由P＝可得，用加热挡加热需要的时间
t＝＝＝600 s。
【类型4】 铭牌问题
7．(8分)某电热水壶铭牌的部分信息见表所示。 该电热水壶正常工作时，把1 kg水从20 ℃加热到100 ℃用时7 min。c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，求：
型号 ××
额定电压 220 V
额定功率 1 000 W
频率 50 Hz
(1)水吸收的热量；
(2)电热水壶的热效率。
解：(1)水吸收的热量
Q＝c水m(t1－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－20 ℃)＝3.36×105 J。
(2)电热水壶消耗的电能
W＝Pt＝1 000 W×7×60 s＝4.2×105 J，
电热水壶的热效率
η＝×100%＝×100%＝80%。
8．(12分)(2024·佛山三模)某校师生为自制一台电烘箱而设计的简化电路如图所示，其技术参数见表所示，R1、R2均为电热丝且电阻值恒定。求：
(1)电热丝R1、R2的阻值；
(2)电烘箱在低温挡正常工作时，5 min内R2产生的热量；
(3)在用电高峰期，电烘箱在高温挡时的实际功率为1 000 W，此时的实际电压。
额定电压 220 V
正常工作电流 高温挡 5.5 A
低温挡 2 A
第8题图
解：(1)开关S1、S2闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，根据P＝可知此时总功率最大，电烘箱处于高温挡，由I＝可知，R1的阻值
R1＝＝＝40 Ω，
开关S1闭合、S2断开时，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电烘箱处于低温挡，此时电路的总电阻
R＝＝＝110 Ω，
因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以R2的阻值
R2＝R－R1＝110 Ω－40 Ω＝70 Ω。
(2)电烘箱在低温挡正常工作时，5 min内R2产生的热量
Q2＝R2t＝(2 A)2×70 Ω×5×60 s＝8.4×104 J。
(3)在用电高峰期，电烘箱在高温挡时的实际功率为1 000 W，由P＝UI＝可得，实际电压
U实＝＝＝200 V。
9．(13分)一新款节能电火锅的有关技术参数见表所示(设电火锅不同挡位的电阻和加热效率均不变)。如图甲所示为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝(R1＞R2)，当闭合开关S、S1，断开开关S2时，电火锅处于低温挡；当闭合开关S、S2，断开开关S1时，电火锅处于中温挡；当闭合开关S、S1和S2时，电火锅处于高温挡。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)电火锅工作时，将电能转化为 能。
(2)求电热丝R2的阻值。
(3)电火锅正常工作时，用低温挡给质量为2 kg、水温为50 ℃的水加热，经10 min水温升高到60 ℃，求此过程中水吸收的热量和电火锅的工作效率。
(4)电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡给质量为2 kg的水加热，绘制的水温随时间变化的关系图像如图乙所示。请比较使用高温挡还是低温挡更节能。
额定电压/V 电火锅挡位 额定功率/W
220 低温 400
中温 550
高温 950
第9题图
解：(1)内
(2)当闭合开关S、S2，断开开关S1时，电火锅处于中温挡，则电热丝R2的阻值
R2＝＝＝88 Ω。
(3)水吸收的热量
Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(60 ℃－50 ℃) ＝8.4×104 J，
电火锅消耗的电能
W＝P低t低＝400 W×600 s＝2.4×105 J，
电火锅的工作效率
η＝×100%＝×100%＝35%。
(4)由题图乙可知，将水温为50 ℃的水加热到60 ℃，使用高温挡消耗的电能
W1＝P高t高＝950 W×180 s＝1.71×105 J，
使用低温挡消耗的电能
W2＝P低t低＝400 W×600 s＝2.4×105 J
即W2>W1，
所以使用高温挡更节能。专项突破提升(一) 电路的识别与设计
(时间：90分钟 满分：100分)
【类型1】 串、并联电路的识别
1．(5分)下列电路图中，当开关S闭合后，灯L与电阻R串联的是( A )
2．(5分)如图所示，当开关均闭合时，灯泡L1、L2组成并联电路的是( C )
解析：当开关闭合时，图A中电流只有一条路径，依次经过灯泡L1、L2，因此是串联电路，故A不符合题意；当开关闭合时，图B、D中灯泡L2被短路，均为只有L1的简单电路，故B、D不符合题意；当开关均闭合时，图C中电流有两条路径，分别经过灯泡L1、L2，是并联电路，故C符合题意。
3．(5分)关于如图所示的电路，下列说法不正确的是( C )
第3题图
A．若开关S1、S3断开，S2闭合，则两灯串联
B．若开关S1、S3闭合，S2断开，则两灯并联
C．当三个开关都闭合时，只有灯L2发光
D．若开关S1、S2闭合，S3断开，只有灯L2发光
4．(8分)如图所示，图甲中的两个灯泡是 串 联的；图乙中的两个灯泡是 并 联的；图丙中的两个灯泡是 串 联的；图丁中的两个灯泡是 并 联的。
第4题图
5．(6分)如图所示，若使L1和L2两个灯泡并联，开关S同时控制两灯，则线头M应接在 D 点上；若使L1和L2并联，开关S只控制灯L1，则线头M应接在 E 点上。如果将A、E两点用导线直接相连，再闭合开关，会发生的现象是 电源短路，两个灯泡都不发光 。(前两空均选填“C”“D”或“E”)
第5题图
6．(10分)在如图所示的电路中，若要L1和L2串联，需闭合开关 S2 ，断开开关 S1、S3 ；若要使L1和L2并联，则需闭合开关 S1、S3 ，断开开关 S2 ；若同时闭合开关S1、S2和S3，此时电路 短路 。
第6题图
7．(12分)在如图所示的电路中，A、B、C、D是四个接线柱，开关S是闭合的。
第7题图
(1)用导线将A和B、C和D连接，则灯L1和L2是 并 联关系。
(2)用导线将A、D连接，则灯L1和L2是 串 联关系。
(3)用导线将B、C连接，电路 短路 。
串、并联电路的识别方法
【类型2】 串、并联电路的设计
8．(5分)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 )
9．(5分)实验小组为医院病房设计呼叫电路，在病人需要护理时，闭合床头开关，就能及时通知值班室里的护士，下列图中最合理的设计方案是( B )
10．(5分)小亮在社会实践活动中设计了一款大棚智能控制系统电路，整个电路的通断通过开关S1实现。当大棚内光线较暗时，光控开关S2自动闭合，接通灯泡；当需要给大棚通风时，闭合开关S3，启动风机。灯泡和风机均可独立工作，下列简化电路图符合要求的是( B )
解析：图A中开关S1无法控制整个电路的通断，故A不符合题意；图C中开关S2无法控制灯泡的通断，故C不符合题意；由题意可知，开关S1控制整个电路，光线较暗时，光控开关S2自动闭合，接通灯泡提供照明，说明开关S2与灯泡串联，闭合开关S3，启动风机，说明开关S3与风机串联，而灯泡和风机均可独立工作，所以灯泡与风机应并联，故开关S1在干路中，开关S2与灯泡串联在一条支路中，开关S3与风机串联在另一条支路中，故B符合题意；图D中电动机和小灯泡串联，即工作时，单独控制开关S2和S3时无法达到题中互不影响的要求，故D不符合题意。
11．(5分)某汽车上设置的“安全带指示灯”电路由电源、指示灯L、保护电阻R、开关S1、S2组成。开关S1为常开开关，即座椅上坐有驾驶员时开关S1闭合，否则断开；开关S2为常闭开关，即当驾驶员系好安全带时开关S2断开，否则闭合。当驾驶员坐在座椅上且未系安全带时，指示灯L亮起，提醒驾驶员系好安全带；驾驶员系好安全带时，指示灯L熄灭。下列电路图最符合上述要求的是( A )
12．(5分)电动自行车的技术标准规定：电动自行车刹车时，电动机必须断电。所以电动自行车左、右两刹车手柄中各安装有一个开关S1和S2，S是用钥匙控制的电源开关。在行驶过程中用任意一个手柄刹车时，开关S1或S2断开，电动机立即断电。下列电路图符合上述要求的是( A )
13．(6分)某火车在两节车厢之间有两间厕所，只有当两间厕所的门都关上时(每扇门相当于一个开关)，车厢中指示牌内的指示灯才会发光，指示牌就会显示“厕所有人”字样，提醒旅客两间厕所内都有人。请把图中的各元件符号连接成符合上述设计要求的电路图。
第13题图
答案：如图所示。
14．(6分)如图甲所示是小明妈妈新买的某品牌扫地机器人，其内部由可充电电池、一个电源指示灯、一个电动机和两个开关组成。开关S1只控制电源指示灯L，开关S2只控制扫地用的电动机M。请在图乙虚线框内画出该扫地机器人内部的简易电路图。
第14题图
答案：如图所示。
(1)解决电路设计的思路如下：
(2)常见的电路设计有以下模型：
【类型3】 串、并联电路的连接
15．(6分)在如图甲所示的电路中，请用笔画线代替导线，按要求将电路连接完整，并在虚线框内完成对应的电路图。(要求：L1与L2并联，S控制整个电路，S1控制L1，S2控制L2，导线不能交叉)
第15题图
答案：如图所示。
16．(6分)用笔画线代替导线，将图中的元件连接起来，连成符合下列要求的电路(灯泡不会烧坏)。要求：
(1)开关S1、S2都断开，红、绿灯都不亮；
(2)只闭合开关S1，红、绿灯都不亮；
(3)只闭合开关S2，红、绿灯都亮；
(4)开关S1、S2都闭合，红灯不亮，绿灯亮。
第16题图
答案：如图所示。专项突破提升(二) 电路故障及动态电路分析
(时间：90分钟 满分：100分)
电路故障分析
【类型1】 根据导线或灯泡判断电路故障
1．(5分)如图所示电路，开关闭合后，两灯都不亮，用一根导线连接a、b两点后，两灯仍不亮；再用这根导线连接b、c两点后，两灯还是不亮；仍然用这根导线连接b、d两点后，灯L1亮而灯L2不亮。假设故障是下列中的一个，则故障可能是( D )
第1题图
A．灯L1开路
B．灯L1短路
C．灯L2开路
D．开关的接线柱处断开
2．(5分)(2023·东营期中)如图是小强连接的串联电路，L1、L2是两个不同规格的灯泡。已知电源电压为3.0 V，闭合开关S后，两灯泡都不亮。小明用一根导线分别连接a、b和a、c，两灯泡仍然不亮，将此导线连接b、d两点时，灯泡L1发光，灯泡L2不亮。下列判断正确的是( C )
第2题图
A．开关接触不良 B．灯泡L1短路
C．灯泡L2开路 D．导线bc间开路
3．(5分)如图所示，闭合开关S，发现灯泡L1亮，灯泡L2不亮。调节滑动变阻器的滑片P，灯泡L1变亮，灯泡L2始终不亮，出现这一现象的原因可能是( C )
第3题图
A．滑动变阻器开路
B．滑动变阻器短路
C．灯泡L2短路
D．灯泡L2开路
【类型2】 根据电流表、电压表判断电路故障
4．(5分)如图所示，闭合开关S，小灯泡L不亮，电流表无示数，电压表有明显的示数。若电路中只有一处故障，则故障可能是( B )
第4题图
A．小灯泡L开路
B．滑动变阻器R开路
C．滑动变阻器R短路
D．电流表开路
5．(5分)(2024·吉林二模)如图所示的电路中，电源电压保持不变。闭合开关S，灯L正常发光，过了一段时间，观察到两电表的示数都变大。若电路中只有一处故障，且只发生在电阻R或灯L上，则电路故障是( C )
第5题图
A．灯L开路 ．灯L短路
C．电阻R短路 ．电阻R开路
解析：由电路图可知，灯L与电阻R串联，电压表测量灯L两端的电压，电流表测量电路中的电流。闭合开关S，灯L正常发光，过了一段时间，观察到电流表示数变大，这说明电路是通路，由欧姆定律可知电路的总电阻变小，电路出现了短路现象；电压表示数变大，说明电压表测量的是电源电压，所以电路故障是电阻R短路。故A、B、D不符合题意，C符合题意。
6．(5分)小明同学在“探究串联电路电压规律”的实验中，按如图所示的电路图连接实物，闭合开关，发现灯L1和L2都不亮，排除接触不良的因素后，小明用电压表逐一与元件并联，以查找故障。测量得出Uab＝0；Uac＝0；Ucd＝6 V；Uad＝6 V。如果电路只有一处故障，则故障可能为( C )
第6题图
A．灯L1开路 ．灯L1短路
C．灯L2开路 ．灯L2短路
7．(5分)如图所示，电源电压保持不变，闭合开关S，灯L不亮，电流表有示数，电压表没有示数。则电路的故障情况可能是( B )
第7题图
A．灯L开路 ．灯L短路
C．电阻R开路 ．电阻R短路
8．(5分)在如图所示的电路中，闭合开关S，两灯均正常发光。一会儿后，一灯突然熄灭，另一灯仍正常发光，且电压表、电流表的示数均不变。下列判断正确的是( B )
第8题图
A．灯L1短路 ．灯L1开路
C．灯L2短路 ．灯L2开路
动态电路分析
【类型1】 滑动变阻器类动态电路分析
9．(5分)如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，在保证电路元件安全的前提下，向右移动滑动变阻器的滑片，下列说法正确的是( D )
第9题图
A．电流表的示数不变，电压表的示数变大
B．电流表的示数变大，电压表的示数不变
C．电流表的示数变大，电压表的示数变大
D．电流表的示数变小，电压表的示数变小
10．(5分)如图所示的电路，电源电压不变。闭合开关，滑动变阻器的滑片向左移动的过程中，电流表与电压表的示数变化情况分别是( C )
第10题图
A．变大 不变 ．变小 变小
C．变小 不变 ．变小 变大
11．(5分)在如图所示的电路中，电源两端的电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，下列说法正确的是( B )
第11题图
A．电压表V1的示数变小
B．电流表A的示数变大
C．电压表V2的示数变大
D．电压表V1与电压表V2的示数之和变小
12．(5分)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，将滑动变阻器R的滑片P从中点移向b端的过程中，下列说法正确的是( C )
第12题图
A．小灯泡L变亮
B．电流表的示数变大
C．电压表的示数不变
D．电压表与电流表的示数的比值变小
13．(5分)(2023·枣庄中考)如图所示，R1是定值电阻，R2是滑动变阻器，电源电压保持不变，当滑动变阻器R2的滑片P向b端滑动时，下列说法正确的是( D )
第13题图
A．电压表V的示数变小，电流表A1的示数变小
B．电压表V的示数变大，电流表A2的示数不变
C．电压表V的示数不变，电流表A1的示数变大
D．电压表V的示数与电流表A2的示数之比不变
解析：由电路图可知，R1与R2并联，电压表测电源电压，电流表A1测干路电流，电流表A2测通过R1支路的电流。因电源电压保持不变，所以滑片P移动时，电压表V的示数不变，故A、B错误；当滑动变阻器R2的滑片P向b端滑动时，变阻器接入电路中的电阻变大，由I＝可知，通过R2的电流变小，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以干路电流变小，即电流表A1的示数变小，故C错误；因并联电路中各支路独立工作、互不影响，由I＝可知，电压表V的示数与电流表A2的示数之比即R1的阻值，R1的阻值不变，故D正确。
【类型2】 开关类动态电路分析
14．(5分)在如图所示的电路中，电源电压保持恒定，若先闭合开关S1，再闭合开关S2，下列说法正确的是( A )
第14题图
A．电流表A2的示数增大
B．电压表的示数变小
C．电路中的总电阻变大
D．小灯泡L的亮度变暗
15．(5分)在如图所示的电路中，各实验器材完好，开关S由断开到闭合的过程中，下列说法正确的是( D )
第15题图
A．电压表V1与电压表V的示数均不变
B．电流表A与电压表V的示数均变大
C．电压表V与电流表A的示数的比值不变
D．电压表V1与电压表V的示数的差变大
16．(5分)如图所示，电源电压保持不变。只闭合开关S1，电流表和电压表均有示数，若再闭合开关S2，则下列说法正确的是( D )
第16题图
A．电流表的示数变大，电压表的示数变小
B．电流表的示数变小，电压表的示数不变
C．电压表与电流表的示数的比值变小
D．电压表与电流表的示数的比值不变
17．(5分)在如图所示的电路中，闭合开关S1、S2，电流表和电压表均有示数，若断开开关S2，下列说法正确的是( A )
第17题图
A．电流表的示数变小，电压表的示数变小
B．电流表的示数变小，电压表的示数变大
C．电流表的示数变大，电压表的示数变小
D．电流表的示数变大，电压表的示数变大
【类型3】 实际应用类动态电路分析
18．(5分)电动汽车的速度由流经电动机的电流大小控制，当驾驶员向下踩“油门”踏板时，改变接入电路的滑动变阻器R的阻值，电动汽车的速度变大。下列是电动汽车的模拟电路，其中符合要求的是( A )
19．(5分)如图所示是小海设计的温度测量仪的电路，R1是定值电阻，R2是阻值随温度升高而减小的热敏电阻，当R2的温度随环境温度降低时，下列说法正确的是( C )
第19题图
A．电流表的示数增大
B．电压表V1的示数增大
C．电压表V2的示数增大
D．电压表V2的示数减小
20．(5分)如图所示为利用光敏电阻设计的监控装置的示意图，R1是光敏电阻，当光照强度增大时其阻值变小，R2是定值电阻，电源电压不变。当有人经过通道遮蔽光线时，下列说法正确的是( D )
第20题图
A．通过R1的电流变大
B．R1两端的电压变小
C．R2两端的电压变大
D．R2两端的电压变小
