6. 夜间,楼道里只是偶尔有人经过,若电灯总是亮着会浪费电能。小明和小刚利用“光控开关”(天黑时自动闭合,天亮时自动断开)和“声控开关”(当有人走动发出声音时自动闭合,无人走动没有声音时自动断开)设计了一个电路,使楼道照明变得“智能化”。下列符合这种“智能化”要求的电路图是(

D
)。答案:6. D
解析:
【分析】
要解决这道题,首先明确题目要求:楼道灯仅在天黑(光控开关闭合)且有声音(声控开关闭合)时才亮,即两个开关需同时闭合电路才导通,因此两个开关应串联后与灯泡串联。接下来逐一分析各选项的电路连接方式,判断是否符合要求。
【解析】
根据题意,光控开关和声控开关需同时闭合,灯泡才发光,说明两开关应串联共同控制灯泡。
选项A:光控开关与声控开关并联,只要其中一个开关闭合,电路就导通,灯泡发光,不符合“只有天黑且有声音时灯才亮”的要求,错误。
选项B:光控开关与声控开关并联,任意一个开关闭合,电路导通,灯泡发光,不符合要求,错误。
选项C:光控开关与“声控开关+灯泡”的支路并联,当光控开关闭合时,会短路声控开关和灯泡,导致灯泡不亮,不符合要求,错误。
选项D:光控开关和声控开关串联,只有两者都闭合时,电路形成通路,灯泡发光,符合题目“智能化”的要求,正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路、开关的控制作用、电路设计
【点评】
本题结合楼道照明的实际需求,考查串并联电路的特点及开关的作用,需将物理知识与生活实际结合分析电路工作情况,难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题,首先明确题目要求:楼道灯仅在天黑(光控开关闭合)且有声音(声控开关闭合)时才亮,即两个开关需同时闭合电路才导通,因此两个开关应串联后与灯泡串联。接下来逐一分析各选项的电路连接方式,判断是否符合要求。
【解析】
根据题意,光控开关和声控开关需同时闭合,灯泡才发光,说明两开关应串联共同控制灯泡。
选项A:光控开关与声控开关并联,只要其中一个开关闭合,电路就导通,灯泡发光,不符合“只有天黑且有声音时灯才亮”的要求,错误。
选项B:光控开关与声控开关并联,任意一个开关闭合,电路导通,灯泡发光,不符合要求,错误。
选项C:光控开关与“声控开关+灯泡”的支路并联,当光控开关闭合时,会短路声控开关和灯泡,导致灯泡不亮,不符合要求,错误。
选项D:光控开关和声控开关串联,只有两者都闭合时,电路形成通路,灯泡发光,符合题目“智能化”的要求,正确。
【答案】
D
【知识点】
串联电路、开关的控制作用、电路设计
【点评】
本题结合楼道照明的实际需求,考查串并联电路的特点及开关的作用,需将物理知识与生活实际结合分析电路工作情况,难度适中。
【难度系数】
0.6
7. 如图14-9-5(a)是一个简易“表决器”,“赞成”时,绿灯亮;“反对”时,红灯亮;“弃权”时,绿灯、红灯均不亮。甲、乙是两个与绿灯、红灯相对应的按钮开关,表决时,按下哪个按钮,对应的灯就亮;弃权时,不按任何按钮,两灯均不亮。请在图14-9-5(b)虚线框中画出符合要求的电路图。

答案:
7. 见
7. 见
解析:
【分析】
要设计符合要求的电路图,需明确:绿灯由开关甲控制,红灯由开关乙控制,且两灯独立工作(只按对应开关时对应灯亮,都不按时两灯均不亮),因此两灯应并联,甲开关与绿灯串联在一条支路,乙开关与红灯串联在另一条支路,两条支路并联后接入电源,即可满足题目中的表决要求。
【解析】
根据题目要求,绿灯亮需闭合开关甲,红灯亮需闭合开关乙,两灯工作互不影响,故绿灯与红灯并联;甲开关控制绿灯支路,乙开关控制红灯支路,电源接在干路。连接电路时,从电源正极出发,分成两条支路:一条支路依次连接乙开关、红灯,另一条支路依次连接甲开关、绿灯,两条支路汇合后回到电源负极,形成完整电路。
【答案】
见
【知识点】
并联电路设计、开关的作用
【点评】
本题结合实际表决场景考查电路设计,核心是利用并联电路各支路独立工作的特点,正确分配开关与用电器的连接位置,属于基础电路应用题目。
【难度系数】
0.5
要设计符合要求的电路图,需明确:绿灯由开关甲控制,红灯由开关乙控制,且两灯独立工作(只按对应开关时对应灯亮,都不按时两灯均不亮),因此两灯应并联,甲开关与绿灯串联在一条支路,乙开关与红灯串联在另一条支路,两条支路并联后接入电源,即可满足题目中的表决要求。
【解析】
根据题目要求,绿灯亮需闭合开关甲,红灯亮需闭合开关乙,两灯工作互不影响,故绿灯与红灯并联;甲开关控制绿灯支路,乙开关控制红灯支路,电源接在干路。连接电路时,从电源正极出发,分成两条支路:一条支路依次连接乙开关、红灯,另一条支路依次连接甲开关、绿灯,两条支路汇合后回到电源负极,形成完整电路。
【答案】
见
【知识点】
并联电路设计、开关的作用
【点评】
本题结合实际表决场景考查电路设计,核心是利用并联电路各支路独立工作的特点,正确分配开关与用电器的连接位置,属于基础电路应用题目。
【难度系数】
0.5
8. 某举重比赛中有甲、乙、丙三名裁判,其中甲为主裁判,乙、丙为副裁判。若裁判认定杠铃已被举起,则按下自己面前的按钮。要求主裁判和至少一名副裁判都按下按钮,指示杠铃被举起的灯泡L才亮。请在图14-9-6虚线框中画出符合要求的电路图。
答案:
8. 见
8. 见
解析:
【分析】
要设计符合要求的电路,需先明确开关的控制逻辑:主裁判甲的按钮是必须闭合的(相当于干路开关),副裁判乙、丙的按钮只需至少一个闭合即可,因此乙和丙的开关应并联,再与甲的开关、灯泡L、电源串联,这样就能满足“主裁判和至少一名副裁判按下按钮时灯亮”的要求。
【解析】
根据上述分析,电路图的连接方式为:电源正极→灯泡L→并联的乙、丙开关→甲开关→电源负极,形成完整回路,对应电路图如参考答案所示。
【答案】
见
【知识点】
电路串并联设计、开关的作用
【点评】
本题结合实际场景考察电路设计,核心是理清干路开关和并联支路开关的控制关系,属于基础电路应用题目。
【难度系数】
0.5
要设计符合要求的电路,需先明确开关的控制逻辑:主裁判甲的按钮是必须闭合的(相当于干路开关),副裁判乙、丙的按钮只需至少一个闭合即可,因此乙和丙的开关应并联,再与甲的开关、灯泡L、电源串联,这样就能满足“主裁判和至少一名副裁判按下按钮时灯亮”的要求。
【解析】
根据上述分析,电路图的连接方式为:电源正极→灯泡L→并联的乙、丙开关→甲开关→电源负极,形成完整回路,对应电路图如参考答案所示。
【答案】
见
【知识点】
电路串并联设计、开关的作用
【点评】
本题结合实际场景考察电路设计,核心是理清干路开关和并联支路开关的控制关系,属于基础电路应用题目。
【难度系数】
0.5
9. 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,其原理如图14-9-7所示。图中电源电压恒为6 V,四盏灯的额定电压均为6 V,开关S中央的金属片自动与触点1、2接触。请用笔画线代替导线完成电路连接。

图14-9-7
图14-9-7
答案:
9. 见
9. 见
解析:
【分析】要实现同一时间段内仅让船舶单向通过桥洞,需桥洞两侧同一时间一侧为红灯(禁止通行)、另一侧为绿灯(允许通行)。开关S为单刀双掷开关,自动与触点1、2接触,因此需将四个灯分为两组,每组含一个红灯和一个绿灯,分别对应桥洞两侧,通过开关切换控制两组灯的亮灭,实现单向通行。连接时需保证每组灯额定电压为6V,与电源电压匹配,确保正常工作。
【解析】按照电路设计逻辑,连接步骤如下:1. 将电源负极连接到开关S的触点1;2. 将电源正极连接到开关S的触点2;3. 从开关S的触点1引出导线,分别连接左下绿灯的一端和右下红灯的一端,再将左下绿灯的另一端与右下红灯的另一端连接后接电源正极;4. 从开关S的触点2引出导线,分别连接左上红灯的一端和右上绿灯的一端,再将左上红灯的另一端与右上绿灯的另一端连接后接电源正极,形成两个独立支路,通过开关切换控制两组灯的亮灭,满足单向通行要求。
【答案】
【知识点】电路连接、串并联电路
【点评】本题结合水上红绿灯的实际场景,考查电路的设计与连接,需将单向通行的实际需求转化为电路逻辑,难度适中,能锻炼学生的电路应用能力。
【难度系数】0.5
【解析】按照电路设计逻辑,连接步骤如下:1. 将电源负极连接到开关S的触点1;2. 将电源正极连接到开关S的触点2;3. 从开关S的触点1引出导线,分别连接左下绿灯的一端和右下红灯的一端,再将左下绿灯的另一端与右下红灯的另一端连接后接电源正极;4. 从开关S的触点2引出导线,分别连接左上红灯的一端和右上绿灯的一端,再将左上红灯的另一端与右上绿灯的另一端连接后接电源正极,形成两个独立支路,通过开关切换控制两组灯的亮灭,满足单向通行要求。
【答案】
【知识点】电路连接、串并联电路
【点评】本题结合水上红绿灯的实际场景,考查电路的设计与连接,需将单向通行的实际需求转化为电路逻辑,难度适中,能锻炼学生的电路应用能力。
【难度系数】0.5