专题9 电路的设计问题
简单电路的设计,一方面是初中物理教学的要求,另一方面也是初中阶段培养创新能力的一种途径。解决该类问题的一般步骤是:一是仔细审题,明确题目中的要求;二是根据题意,弄清用电器与用电器之间、用电器与开关之间的连接方式;三是分析各电路是否与题意相符;四是综合比较,确定电路图。
一、每种情况画1条支路,各种情况都要用到的元件画在干路中
在电路设计中,所设计的电路图一般都是并联电路(或混连电路),很少有纯粹的串联电路。而且生活实例中往往叙述有几种并列的现象。比如“公交车前门和后门”两种情况,“甲房间和乙房“”两种情况等。电路设计时一般都是依据“一种情况画1条支路,每种情况都要用到的元件画在干路中”来设计电路。
二、两开关串联,表示两个条件同时满足,电路才形成通路。两开关并联,表示只要有一个条件满足,电路就会通
当两个开关串联时,要想电路接通,必须将两个开关同时闭合。这个在现实中往往表现为生活中的两个条件要同时满足;而两个开关并联时,要想电路接通,则随便其中哪个开关闭合电路都能接通,这个在现实中就表现为生活中的多个条件只要有一个满足即可。
三、开关的特殊用法:开关与相应的用电器并联
开关的作用是控制用电器的工作,实际生活中,开关与被它所控制的用电器之间大都是串联连接的。这样,要让该用电器工作,就闭合开关;要让该用电器停止工作,就把开关断开。如果出现了“开关闭合,某用电器停止工作,而开关断开时,该用电器反而工作”的现象,这明显不是开关的常规用法,而是一种“特殊用法”。即开关不是与该用电器串联,而是与它并联。
四、总结
(1)通过用电器间的工作状态是“相互影响”还是“互不影响”,确定用电器之间是串联还是并联关系;
(2)按照开关与被控制的用电器是串联的原则,确定开关的位置;
(3)如果开关的使用与常理相反,则说明开关与被控制的用电器并联;
解释:若开关闭合,用电器工作,则开关与用电器串联;若开关闭合,用电器不工作,
则开关与用电器并联;
(4)滑动变阻器与被控制的电路是串联关系。
(5)保护电阻在干路中,确保电路的安全。

【例1】某同学设计了道路井盖移动报警电路,当井盖没有被移动,井盖开关S闭合,警示灯L不亮;当井盖被移动,井盖开关S断开,警示灯L发光,R0为保护电阻。下列符合设计要求的电路图是( )


答案:B
【例2】某款售水机可通过刷卡(闭合“感应”开关)或投币(闭合“投币”开关)接通供水电机取水;光线较暗时“光控”开关自动闭合,提供照明。下列简化电路中符合要求的是( )


答案:B
【例3】公交车后门左右扶杆上各装有一个按钮开关(用S1、S2表示),当乘客按下任意一个开关时,电铃响起,提醒司机有乘客要下车;待车停稳后,司机按下控制电动机的开关S,后门打开,乘客才能下车。下列四个电路设计符合要求的是( )


答案:C