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D
A


c
不能转动
B
b

切断
a
【分析】
我们先梳理这道题的解题思路:首先明确整个电路的结构,该电路由电源、电铃、虚线框内的传感器串联组成,先分析传感器的工作原理:可自由滚动的小球如果是导体,滚动到合适位置就可以连通两个金属片,让电路导通。接下来逐个判断选项:
1. 先判断传感器的功能:它是用来控制电路通断的,对应电路里的开关元件,不是消耗电能的用电器,就能判断A选项对错。
2. 要让小球能连通两个金属片导通电路,小球必须是导体,橡胶是绝缘体,由此判断B选项。
3. 观察图中小球的当前位置,此时小球只接触左侧金属片,没有把两个金属片连接起来,电路处于断开状态,由此判断C选项。
4. 分析装置向右倾斜时小球的运动方向:小球受重力向右滚动,就会同时接触两个金属片,电路导通,电铃工作报警,由此验证D选项的正确性。
【解析】
我们逐个对选项进行分析:
A选项:传感器的作用是控制电路的通断,在电路中相当于开关,并非消耗电能的用电器,A错误。
B选项:如果小球材质是橡胶,橡胶属于绝缘体,无法连通两个金属片让电路导通,装置就无法实现报警功能,因此小球材质不可能是橡胶,必须是导体,B错误。
C选项:图中小球的位置仅接触左侧金属片,没有将两个金属片连通,电路处于断路状态,电路中没有电流,C错误。
D选项:装置向右倾斜一定角度时,小球在重力作用下向右滚动,同时接触两个金属片,电路导通,电铃通电工作实现报警,D正确。
【答案】
D
【知识点】
电路的组成,导体与绝缘体,通路与断路
【点评】
本题结合生活中的倾斜报警装置场景,考察电路基础概念的实际应用,解题的核心是理解该传感器的开关工作原理,区分导体绝缘体的作用,判断电路的通断状态,能帮助学生把基础电路知识和实际应用结合起来。
【难度系数】
0.8
【分析】
首先先明确电路连接方式:由实物图可知,灯泡L₁和L₂是串联在电路中的。接下来结合故障现象缩小故障范围:闭合开关后两灯原本发光,之后两灯全部熄灭,且故障只有一处、仅发生在L₁或L₂上,串联电路中如果某一个灯泡短路,另一个灯泡会获得电源电压持续发光,和“两灯都熄灭”的现象矛盾,因此可以直接排除短路类故障,确定故障只能是L₁断路,或者L₂断路。最后再分析用完好灯泡L₀替换L₁后的两种现象,逐一比对选项即可得到正确结果。
【解析】
1. 初始故障推导:
该电路为L₁、L₂串联电路,两灯同时熄灭,说明电路处于断路状态:如果是任意一个灯泡发生短路,电路中另一盏灯泡会有电流通过,能够正常发光,不符合“两灯都熄灭”的条件,因此故障只能是L₁断路,或者L₂断路,不存在灯泡短路的可能。
2. 替换L₁后的现象分析:
若原故障为L₁断路:替换完好的L₀后,电路重新导通,L₀和L₂都有电流通过,L₀可以正常发光。
若原故障为L₂断路:替换完好的L₀后,电路仍然在L₂位置断开,整个电路没有电流,L₀不会发光。
3. 选项判断:
A. 若灯泡L₀亮,说明原故障就是L₁断路,描述“灯泡L₁可能断路”符合推导结论,该选项正确。
B. 若L₁短路,初始状态下L₂会正常发光,不符合两灯都熄灭的条件,该选项错误。
C. 若L₀不亮,说明原故障是L₂断路,并非L₁断路,该选项错误。
D. 若L₂短路,初始状态下L₁会正常发光,不符合两灯都熄灭的条件,该选项错误。
【答案】A
【知识点】串联电路故障分析
【点评】本题的易错点是忽略“两灯都熄灭”的前提,直接默认故障包含短路类情况,解题时先利用串联电路的工作特点排除不可能的短路故障,把故障范围缩小到仅两个断路情况,再分析替换后的现象就能快速得到正确结论。
【难度系数】0.6
【分析】
我们可以结合电路三种状态的定义逐步推导:首先明确判断逻辑,断开的无电流回路是断路,电源两极直接被导线连通、不经过用电器是短路,用电器正常工作的连通回路是通路。第一步先看断开开关的场景:此时电路没有形成闭合回路,电流无法流通,属于断路。第二步看闭合开关的场景:导线c直接绕过灯泡,把电源正负极直接相连,电流不经过灯泡,属于电源短路。第三步要让灯泡发光,只需要移除造成电源短路的导线c,闭合开关后电流就会依次经过开关、灯泡,形成正常通路,灯泡就能正常工作。
【解析】
1. 断开开关时,电路的回路被开关切断,没有闭合的电流路径,电流无法流通,电路处于断路状态;
2. 闭合开关后,导线c直接连接电源的正负极,电流不经过灯泡,电源被直接短接,电路处于短路状态;
3. 去掉导线c后,闭合开关,电流路径为:电源正极→导线d→开关→导线b→灯泡→导线a→电源负极,形成正常闭合通路,灯泡可以正常发光。
【答案】断;短;c
【知识点】电路三种状态;电源短路
【点评】本题是实物电路状态的基础判断题,易错点是容易忽略导线c的短接作用,误将闭合开关的电路判断为通路,解题时沿着电流走向逐一排查路径,就能快速识别出短路导线,得到正确结论。
【难度系数】0.7
【分析】
我们可以顺着电流的走向来排查现有电路:从电源正极出发,电流经过导线到达开关后,两根导线同时接在了电动机的同一个接线柱上,电流没有流入电动机的线圈内部,直接就回到了电源负极,相当于电源被短路,电动机没有获得工作所需的电流,因此无法转动。修正电路的思路很清晰:只需要调整其中一根导线的连接位置,让电动机的两个接线柱都接入回路,使电源、开关、电动机形成完整的串联通路即可。
【解析】
1. 工作状态判断:当前电路中,电流从电源正极流出,依次经过导线、开关后,没有经过电动机的工作部分就直接回到电源负极,电源发生短路,没有电流通过电动机线圈,因此小电动机不能转动。
2. 电路修正:将开关左侧接线柱连接电动机下端接线柱的这根错误导线标记“×”,把该导线原本接在电动机下端的一端,改接到电动机未接线的另一个接线柱上,即可得到正确的通路。
【答案】
不能转动
【知识点】
电源短路、实物电路连接
【点评】
本题属于基础的电路故障排查题,核心是考察简单串联电路的连接逻辑,易错点是容易忽略电动机作为用电器,需要两个接线柱都接入回路才能正常工作,掌握顺着电流路径逐段排查的方法就能快速定位错误。
【难度系数】
0.7
【分析】
我们可以利用电路通路的特性推导导线的对应关系:首先明确,测量仪接入后灯泡发光,说明测量仪的两个接线端和左侧相连的两个端点,共同构成了完整闭合回路,也就是这四个端点恰好对应两根独立的完整导线。第一次操作时,A、B相连,测量仪接X、Z灯亮,说明A、B分别和X、Z属于两根导线,此时没被用到的左侧端点只有C,右侧端点只有Y,这两个端点必然是同一根导线的两端。第二次操作时,B、C相连,测量仪接X、Y灯亮,说明B、C分别和X、Y属于两根导线,此时没被用到的左侧端点只有A,右侧端点只有Z,这两个端点也必然是同一根导线的两端。最后剩下的两个端点自然属于同一根导线,就能得到所有对应关系选出正确选项。
【解析】
1. 第一次测试:将A、B连接,测量仪接X、Z时灯泡发光,说明此时电路为通路,A、B两个接线端分别与X、Z两个接线端通过两根导线连通,构成闭合回路。此时左侧仅剩余接线端C,右侧仅剩余接线端Y,因此可判定C和Y是同一根电线的两端。
2. 第二次测试:将B、C连接,测量仪接X、Y时灯泡发光,说明此时电路为通路,B、C两个接线端分别与X、Y两个接线端通过两根导线连通,构成闭合回路。此时左侧仅剩余接线端A,右侧仅剩余接线端Z,因此可判定A和Z是同一根电线的两端。
3. 排除已确定的两组对应关系:C与Y同线、A与Z同线,剩余的接线端B和X必然是同一根电线的两端。
综上可得:A和Z同线,B和X同线,C和Y同线,对应选项B正确。
【答案】
B
【知识点】
通路的判定;电路组成
【点评】
本题结合实际场景考查电路通路特性的应用,没有复杂计算,核心考查逻辑推导能力,解题时抓住“通路测试中未参与回路的两个端点必然属于同一根导线”的规律,就可以快速排除干扰得到结论,避免反复推导造成逻辑混乱。
【难度系数】
0.5
【分析】
我们可以按照题目要求逐步推导:首先明确核心逻辑,定时阶段起爆器无电流、不会爆炸,定时结束起爆器有电流触发爆炸。第一步先观察电路结构,找到和起爆器并联的导线,要让起爆器无电流,就需要用导线将它短路,电流优先走无电阻的导线,不经过起爆器,对应图中的b导线就是和起爆器并联的,因此定时器要装在b导线上,定时阶段b保持通路,实现起爆器被短路。第二步,定时结束时需要起爆器接入电路有电流,就必须把原本短路它的b导线断开,电流就只能经过起爆器形成回路。第三步,要让装置彻底停止工作,需要切断整个电路的闭合回路,让所有元件都没有电流,a导线是整个电路的公共干路,剪断a之后电源无法和其他元件形成回路,就能实现完全断电。
【解析】
(1) 由电路结构可知,导线b与起爆器并联,定时阶段需要起爆器被短路、无电流通过,因此定时器安装在b导线上,定时阶段b导线为通路,电流从电源正极经b导线、灯泡回到负极,不经过起爆器,起爆器不会引爆炸弹。
(2) 定时结束时,需要起爆器接入电路获得电流,因此定时器会将所在的b导线切断,此时电流从电源正极经起爆器、灯泡形成闭合回路,起爆器工作引爆炸弹。
(3) 若要让爆炸装置彻底停止工作,需要切断整个电路的闭合回路,让所有元件都没有电流,导线a是连接电源与其余所有元件的公共通路,在定时阶段剪断导线a后,整个电路无法形成闭合回路,所有位置都没有电流,爆炸装置就会停止工作。
【答案】
(1) b;通 (2) 切断 (3) a
【知识点】
短路的应用,电路的三种状态
【点评】
本题结合排爆的实际场景考察电路相关知识,将短路的设计逻辑融入定时爆炸装置的原理中,容易出现的误区是误以为剪断b导线就能停止工作,实际剪断b反而会让起爆器接入电路触发爆炸,题目很好的锻炼了学生将电路理论知识应用到实际场景的分析能力。
【难度系数】
0.5