专题11 电路的识别、设计与故障分析（原卷版）

专题11 电路的识别、设计与故障分析 模型构建｜真题试炼｜模拟演练｜题组通关 高频模型 中考题型分布 分值占比 模型01 串并联电路的识别（高频考点） 选择题、填空题 2~3 分 模型02 家庭电路（高频考点） 选择题、作图题 2~3 分 模型03 电路设计（高频考点） 选择题、作图题 2~3 分 模型04 一般电路故障分析（高频考点） 选择题、填空题 2~3 分 模型05 家庭电路故障分析（高频考点） 选择题、填空题 2~3 分 中考·模型解读 识 总结·模型构建 善 模型01 串并联电路的识别 （北京）股份有限公司 4 节点法：所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点，以这些点为分界，将电路分成几段来画 的方法。具体步骤： ①先找出节点（并联电路的分流点和汇流点）的位置，画出干路； ②对照实物图找出一条支路并画出来； ③对照实物图找出其他支路并依次画出来； ④将干路与各支路连接起来组成完整的电路图。 『核心提示』声音的特性 电流表相当于导线，电压表相当于断路。电流表和电压表的接入对用电器的连接没有影响。 【例1】（2023·四川巴中·中考真题）在如图所示的电路中，下列说法正确的是（ ） ．当闭合开关S1、S2、S3时，电源短路 B．当只闭合开关S1、S2时，L1、L2并联 ．当只闭合开关S2、S3时，L1、L2串联 D．当只闭合开关S1、S3时，L1、L2串联 【答】 【详解】．由图知道，同时闭合开关S1、S2、S3时，电流会从电源正极不经过用电器直接回到电源负极， 形成电源短路，故正确； B．由图知道，闭合开关S1、S2，断开开关S3时，灯L2被短路，故B 错误； ．由图知道，当只闭合开关S2、S3时，灯L1被短路，故错误； D．由图知道，当只闭合开关S1、S3时，电流有两条路径，灯L1、L2并联，故D 错误。 故选。 真题·思维剖析 解 （北京）股份有限公司 【变式1-1】（2024·陕西西安·模拟预测）如图是某次实验电路图。下列说法中正确的是（ ） ．只闭合S1时，只有灯L1发光，流过电流表1、2的电流大小相等 B．闭合S1、S2时，2测流过L2的电流 ．闭合S1、S2时，若L2断路，则电流表1有示数，2无示数 D．利用该实验探究电路中电流的关系时，应选用相同规格的两灯进行实验 【变式1-2】（2024·湖北武汉·一模）如图所示的电路中，开关都闭合后两只灯泡都被短接的是（ ） ． B． ． D． 【变式1-3】（多选）（2024·云南·模拟预测）如图所示，电源电压保持不变，以下说法正确的是（ ） 变式演练 （北京）股份有限公司 ．闭合开关 和 ，电阻 和 串联，电压表测量电源电压 B．闭合开关 和 ，电阻 的电流等于电阻 的电流 ．闭合开关 和 和 ，滑片 移至最左端，电阻 和 的电压相等 D．闭合开关 和 和 ，滑片 移至最右端，电流表示数等于电阻 和 的电流之和 『模型解读』 家庭电路的组成：输电线、电能表、总开关、保险装置、用电器。在安装家庭电路时，应注意以下几点： (1)先确定火线和零线，然后在干路火线上串联上熔断器，即电路保险装置，当电流过大时会自动熔断以保 护电路。 (2)控制电灯的开关要接在火线上，并与电灯串联。 (3)螺口灯泡的螺旋套一定要接在零线上。 (4)电路中的插座，如果是两孔插座，一定是右孔接火线，左孔接零线，要与电灯并联；如果是三孔插座， 则必须是“左零右火上接地”。 (5)各家用电器与插座并联，开关与所控制的用电器串联。 『特别提示』 火线零线并排走，接表进闸有先后；火线接进保险盒，经过开关进灯座；为方便，安插座，与灯并联 不可错；试电笔，来验电，氖管发光是火线。 模型02 家庭电路 （北京）股份有限公司 【例2】（2023·辽宁鞍山·中考真题）在符合安全用电原则的前提下，请将带有保险丝的三孔插座及电 灯接入电路中。（其中部分电路已连接完成且要求开关只控制电灯） 【变式2-1】（2024·陕西西安·一模）如图是电水壶工作的示意图，请用笔画线代替导线，将电水壶的三 条接线按照安全用电的原则对应连接好。 【变式2-2】（2024·广东佛山·一模）如图甲是小明家的插座面板，其内部有三孔插座，USB 供电模块及 开关。三孔插座和供电模块由开关控制，且可独立工作。请在图乙中用笔画线代替导线将电路连接完整。 真题·思维剖析 解 变式演练 模型03 电路设计 （北京）股份有限公司 『模型解读』 (1)首先确定用电器之间是串联还是并联：通过题干中描述的用电器的工作情况进行判断。 (2)判断开关的位置：通过每个开关对用电器的控制情况进行判断。 ①如果两个开关都闭合，用电器才工作，则两个开关串联，如图甲； ②若两个开关只闭合一个，用电器就可以工作，则两个开关并联，如图乙； ③若开关闭合，用电器不能工作，开关断开，用电器可以工作，则此用电器和开关并联，如图丙； ④有时候会用到特殊开关，如单刀多掷开关、双刀双掷开关等。 (3)判断电表的作用，确定电表位置。 『核心提示』 【例3】（2023·江苏常州·中考真题）京杭大运河上的古桥 拱宸桥两侧，安装了全国首个水上红绿 —— 灯，实现同一时间段内仅让船舶单向通过桥洞。图中电源电压恒为 ，四盏灯的额定电压均为 ，开关 S 中央的金属片自动与触点1、2、1、2……接触。请以笔画线代替导线完成电路连接。 真题·思维剖析 解 （北京）股份有限公司 【变式3-1】（2024·陕西西安·二模）厂家设计制造的切纸机（如图甲所示）工作时，为杜绝操作工手指 损伤事故的发生，切纸时必须用两只手同时分别按住S1、S2开关，切纸机才能正常工作。在切刀前面的人 体感应开关S3（通常处于常闭状态），当感应到人手时，会立刻断开电路，防止事故发生。请在。乙图的 虚框内补画出开关S1和S2并补充完整的电路图。 【变式3-2】（2024·陕西西安·一模）小明和父母三人想采用投票的方式决定假期是否外出旅游，小明是 必须要去的，如果父母中至少一人同意的话，他们就决定去旅游。为此，小明根据物理课上所学的电路知 识，用三只开关、两节干电池和一个小灯泡制作了一只投票机，三人各自控制一只开关（闭合表示同意， 断开表示不同意），表决后只要灯亮就决定去旅游，请你按上述要求在如图所示的虚线框内设计此投票机 的电路（请在开关旁注明控制的人）。 【变式3-3】（2024·山东济南·一模）截止到2023 年底，中国高铁运行里程已经成功达到45 万公里，世 界排名第一、为了提高顾客进站的效率，高铁站的自助检票闸机（如图）可实现自动检票。当摄像头扫描 出人脸时开关S1闭合，刷车票或人脸识别成功时（相当于闭合开关S2或S3），电动机才启动，闸门打开放 行。请设计出符合要求的电路图。 变式演练 （北京）股份有限公司 『模型解读』 现象 分析 故障 电流表有示 数而电压表 无示数 电流表有示数，表明电路是通 路；电压表无示数，表明无电流 通过电压表 电压表损坏 电压表接触不良 与电压表并联的用电器短路 电压表有示 数，而电流 表无示数 电压表有示数，表明电路中有电 流流过电压表；电流表无示数， 表明没有或几乎没有电流流过电 流表 电流表短路 与电压表并联的用电器断路，此时电流表与电压表串 联（电压表内阻很大），电路中的电流太小，致使电 流表无明显示数，但电压表示数几乎等于电源电压 两表均无示 数 无电流通过两电表 两表同时短路 与电压表并联的用电器之外的部分断路 灯泡不亮 无电流通过小灯泡 灯丝被烧断 灯泡被短路 灯泡接线柱到电源两极间的电路中某处出现断路 模型04 一般故障分析 （北京）股份有限公司 【例4】（2023·四川巴中·中考真题）在探究“小灯泡电功率”的实验中，设计了如图所示的电路图。 正确连接电路后，闭合开关，发现无论怎样移动滑动变阻器的滑片，电流表始终无示数，电压表有示数且 接近电源电压，则电路中可能存在的故障是（ ） ．灯泡L 短路 B．灯泡L 断路 ．电阻 短路 D．电阻 断路 【变式4-1】（2024·安徽合肥·一模）如图所示电路中电源电压保持不变，关于电路的工作情况，下列说 法中正确的是（ ） ．同时闭合开关S1和S2，通过L1、L2的电流一定相同 B．开关都闭合，若将电压表和电流表的位置对调，两表都被烧坏 ．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电压表示数不变，电流表示数变小 D．开关都闭合，若电流表开路，则电压表示数为零 【变式4-2】（2024·湖南·一模）如图所示，闭合开关S，两灯都不亮，当用一根导线分别连接、b 点，、 d 接线柱时，两灯都不亮；连接e、f 接线柱时，只有一只灯泡发光。则电路故障可能是（ ） 真题·思维剖析 解 变式演练 （北京）股份有限公司 ．灯泡L1断路 B．灯泡L2断路 ．灯泡L2短路 D．开关S 断路 【变式4-3】（2024·黑龙江哈尔滨·一模）如图所示，闭合开关后，两盏灯都能发光。若将一根导线连接 到灯泡L2两端，关于电路中灯泡发光情况，下列说法正确的是（ ） ．L1、L2都变亮 B．L1不亮、L2变亮 ．L1、L2都变暗 D．L1变亮、L2不亮 『模型解读』 1 家庭电路发生故障时，先看保险经状态，若保险丝没有熔断，发生的应该是断路司以根据电路的状态(是 否全部不工作)和试电笔判断断路位置：如断路模型图所示，若全部用电器都不工作，在开关都闭合后， 用试电笔测试与火线直接相连的导线上的各点，若氖管是发光的，则该点与火线之间没有故障，若管不发 光，则该点与火线之间发生了断路；用试电笔测试与零线相连的导线上的各点，正常情况下氛管是不发光 的，若氖管发光，则该点与零线之间发生丁断路。 2 若保险丝熔断，则电路中存在短路，这时候可以用灯泡亮度判断短路的位置：如短路模型图所示，闭合 闸刀开关S，断开其他所有开关，然后依次闭合控制用电器的开关(每次只有一个控制用电器的开关闭 合)，若灯泡L 发光较暗，表示所测支路正常；若灯泡L 正常发光，表示所测支路短路。 模型05 家庭电路故障分析 （北京）股份有限公司 【例5】（2023·江苏常州·中考真题）如图所示的家庭电路中，正常发光的灯L 突然熄灭，电工用测电笔 分别测、b、、d 四点，发现、b 两点氖管都发光，、d 两点氖管都不发光。若电路只有一处故障，则可能 是（ ） ．火线上熔丝断了 B．开关S 处断路 ．灯泡灯丝断了 D．导线、d 间断路 【变式5-1】（2024·广东深圳·模拟预测）家庭电路的部分电路图如图所示（电路连接正确），只闭合开 关 ，灯 正常发光，再闭合开关 ，灯 立刻熄灭， 也不发光，检查发现熔丝熔断，则故障原因可 能是（ ） ．灯 短路 B．灯 断路 真题·思维剖析 解 变式演练 （北京）股份有限公司 ．灯 短路 D．灯 断路 【变式5-2】（2024·安徽滁州·一模）如图所示的是家庭照明电路演示板。当闭合与灯座相连的拉线开关 时，灯泡不发光；当闭合与灯座B 相连的墙壁开关时，灯泡B 发光。下列说法中正确的是（ ） ．灯泡短路 B．漏电保护器发生“跳闸”现象 ．用测电笔检查二相插座的右侧孔，氖管会发光 D．闸刀开关未闭合 【变式5-3】（2024·安徽宿州·一模）如图所示，闭合开关，灯泡不亮，经检查灯泡灯丝断了，电路其他 位置完好。若闭合开关后，用试电笔对、B、、D 点分别进行检测，则让氖管发光的是 点。 题组1：串并联电路的判断和设计 1．（2023·四川自贡·中考真题）在富顺高铁站的自动检票闸机口，乘客需刷身份证，同时进行人脸识 别，两个信息都符合后闸机门（电动机）才自动打开，检票通过。身份证和人脸识别系统都相当于开关， 信息符合后开关自动闭合。下列电路中，符合上述要求的是（ ） 好题·题组通关 练 （北京）股份有限公司 ． B． ． D． 2．（2023·江苏泰州·中考真题）汽车行驶时驾驶员和乘客必须系好安全带，当驾驶员系好安全带时，相 当于闭合开关，仪表盘上的指示灯不亮；未系安全带时，相当于断开开关，指示灯发光。图中符合上述要 求的电路是（ ） ． B． ． D． 3．（2023·江苏宿迁·中考真题）下列电路中，符合直行方向交通信号灯（只考虑红灯和绿灯）模拟设计 的是（ ） ． B． ． D． 4．（2023·湖北鄂州·中考真题）如图所示的实验电路，闭合开关S 后，电流表的示数为05，电流表1的 示数为03，下列说法正确的是（ ） （北京）股份有限公司 ．L1与L2串联 B．开关S 只控制L1 ．L1、L2的电流分别是03、02 D．L1、L2的电流分别是05、03 5．（2023·甘肃兰州·中考真题）小林家卫生间的铝合金吊顶因与导线绝缘皮破损处接触而漏电，维修 工人用试电笔接触吊顶检查时发现：只闭合开关 ，电动机M 正常工作，吹冷风，试电笔氖管不发光；同 时闭合开关 、 ，电动机M 和电热丝R 都能正常工作，吹热风，试电笔氖管发光；只闭合开关 ，电 动机M 和电热丝R 均不工作，试电笔氖管不发光。下图中，关于电路连接方式以及与铝合金吊顶接触的导 线破损处的描述最合理的是（ ） ． B． ． D． 6．（2023·江苏无锡·中考真题）新国标电动车上装有转向灯和蜂鸣器，开关拨至“左”，左转向灯亮、 蜂鸣器响；开关拨至“右”，右转向灯亮、蜂鸣器响，左、右转向灯不能同时亮，下列电路图设计合理的 是（ ） （北京）股份有限公司 ． B． ． D． 7．（2023·山东临沂·中考真题）如图所示电路的电源电压为15V，电阻R1的阻值为2Ω，闭合开关后， 电流表的示数为03，则（ ） ．通过R1的电流大于03 B．电阻R1和R2是并联的 ．电压表的示数为09V D．电阻R2的阻值为3Ω 8．（2023·江苏宿迁·中考真题）如图所示，电源电压不变将开关S、S1都闭合，灯泡L1与L2正常发光， 两灯是 联，电流表测量 电流，此时断开S1，电流表的示数 （选填“变大”、“变小”或“不 变”）。 9．（2023·福建·中考真题）如图所示，电源电压不变，灯L1、L2完全相同。闭合S1，断开S2、S3，灯 （北京）股份有限公司 L1、L2是 联的。闭合S1、S2，断开S3，电压表示数为U1；闭合S1、S3，断开S2，电压表示数为U2，则 。 题组2：电路图 10．（2023·陕西·中考真题）小明设计了一款道路井盖移动报警电路。该电路由电源、警示灯L、保护 电阻R0、开关S 和S1组成。闭合开关S，当井盖未被移动时，相当于开关S1闭合，警示灯L 不亮；当井盖 被移动时，相当于开关S1断开，警示灯L 发光提醒路人。请根据以上要求，将图中的电路补充完整。 11．（2023·江苏盐城·中考真题）如图所示是厨房里用开关控制的三孔插座，请用笔画线代替导线将 其接入家庭电路中。 12．（2023·江苏南京·中考真题）图中，用笔画线将灯（开关控制灯）和插座分别接入电路中。 （北京）股份有限公司 13．（2023·内蒙古通辽·中考真题）如图所示，只闭合开关S1，风扇M 和灯泡都不工作；只闭合开关 S2，灯泡工作；同时闭合开关S1、S2，灯泡和风扇M 都工作，请按要求把电路连接完整。 14．（2023·辽宁鞍山·中考真题）在符合安全用电原则的前提下，请将带有保险丝的三孔插座及电灯 接入电路中。（其中部分电路已连接完成且要求开关只控制电灯） 15．（2023·山东聊城·中考真题）如图甲所示是一个带有开关的插座。开关闭合时，插孔提供工作电 压；开关断开时，插孔不能提供工作电压。请在图乙中画出开关和插孔的连接方式，并将其正确接入家庭 电路中。 16．（2023·辽宁锦州·中考真题）如图所示是小明家的部分家庭电路，请在括号内标出火线和零线， 并将拉线开关控制的灯泡连入电路中。 （北京）股份有限公司 17．（2023·山东济南·中考真题）小明家控制照明灯的按键开关上有一个指示灯，如图所示。实际使 用时发现：按键开关闭合时，照明灯发光；按键开关断开时，照明灯熄灭，指示灯会发出微弱光，以便夜 间显示按键开关的位置。请在答题卡相应位置画出小明家控制照明灯的电路图，并用虚线框框出按键开关 内部的部分电路。 18．（2023·辽宁丹东·中考真题）如图所示是家庭电路的一部分，开关只控制电灯，插座准备接大功 率用电器。请用笔画线代替导线将电路补充完整。 题组3：故障电路 19．（2023·江苏盐城·中考真题）在如图所示的电路中，闭合开关，灯泡都不发光。为了寻找灯泡不 亮的原因，将一根完好的导线一端固定在电源正极，另一端依次接触 、 、、 四个接线柱，发现只有 与 接线柱接触时灯泡 才发光。若电路中只有一处断路，位置可能是（ ） （北京）股份有限公司 ．导线① B．开关 ．导线② D．灯泡 20．（2023·黑龙江牡丹江·中考真题）如图所示，闭合开关，说法正确的是（ ） ．两只小灯泡并联 B．电压表测量L1两端的电压 ．若L1不发光，一定是L1断路 D．若L2不发光，电压表一定无示数 21．（2023·湖南常德·中考真题）如图所示的电路，闭合开关后两灯均不发光且电流表、电压表示数 均为零。现将两灯泡位置互换后再次闭合开关，电流表示数仍为零，电压表指针明显偏转。根据以上信息 判断该电路故障可能为（ ） ．L1断路、L2断路 B．L1断路、L2通路 ．L1通路、L2断路 D．L1短路、L2断路 22．（2023·山东泰安·中考真题）如图所示电路，电源电压保持不变，闭合开关后，只有两个电表的 指针发生偏转。已知灯泡L1、L2中只有一个出现了故障，其它元件均完好。下列说法正确的是（ ） ．可能是灯泡L1短路 B．可能是灯泡L2短路 （北京）股份有限公司 ．可能是灯泡L1断路 D．一定是灯泡L2断路 23．（2023·四川成都·中考真题）如图所示的实验电路，还有部分导线未连接，字母、b、、d、e、f、 g、表示各元件的接线柱。下列操作能让灯 、 都亮起来的是（ ） ．用导线连接d、f，再闭合开关S B．用导线连接b、f，再闭合开关S ．用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S D．用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S 24．（2023·陕西·中考真题）下列有关家庭电路和安全用电的说法正确的是（ ） ．各用电器并联接入电路 B．空气开关“跳闸”，一定是电路发生短路造成的 ．电灯的开关接在零线和灯泡之间 D．带有金属外壳的大功率用电器使用两线插座 25．（2023·四川乐山·中考真题）如图所示的各种做法中，符合安全用电原则的是（ ） ①使用试电笔时，手不能接触试电笔笔尖的金属部分 ②在一个插线板上同时使用多个大功率用电器