6 小军在看电影时看到一个情节:秘密实验室中的科研人员进入实验室时需要刷工作证和瞳孔识别,闸门瞳孔识别系统确保瞳孔信息和工作证信息一致,闸门才会打开通行。瞳孔识别通过时,开关$\mathrm{S}_1$闭合;工作证识别通过时,开关$\mathrm{S}_2$闭合;$\mathrm{M}$表示闸门。请结合给出的电路元件(如图所示),将电路图补充完整。
答案：
6. 如图所示
6. 如图所示
解析：
【分析】
首先审题明确要求：只有瞳孔识别开关S₁、工作证识别开关S₂同时闭合时，闸门电动机M才会工作，两个开关都不能独立控制闸门开启。由此可以判断两个开关的连接方式：若开关并联，任意一个闭合电路就导通，不符合题意，因此两个开关必须相互影响，采用串联的方式接入电路，将两个开关顺次连接到现有电路的空缺段，就能实现只有两个识别都通过，电路才导通、闸门开启的效果。
【解析】
1. 逻辑判断：根据题目要求，两个识别全部通过闸门才打开，说明S₁和S₂必须同时闭合，电路才能形成通路，因此两个开关为串联关系。
2. 电路补全：将S₁和S₂首尾顺次连接，接入原图中电路的断开部分，使电源、电动机M、S₁、S₂共同组成完整的串联回路，电流路径为：电源正极→电动机M→依次经过两个开关→电源负极，满足只有两个开关都闭合，电动机才工作的要求。
【答案】
【知识点】
串联电路特点；电路设计
【点评】
本题结合门禁识别的生活场景考察串并联电路的设计，核心是抓住“两个开关同时闭合用电器才工作”的特征判断开关的串联属性，难度较低，能够帮助学生理解串联开关在实际安全控制场景中的应用。
【难度系数】
0.8
首先审题明确要求：只有瞳孔识别开关S₁、工作证识别开关S₂同时闭合时，闸门电动机M才会工作，两个开关都不能独立控制闸门开启。由此可以判断两个开关的连接方式：若开关并联，任意一个闭合电路就导通，不符合题意，因此两个开关必须相互影响，采用串联的方式接入电路，将两个开关顺次连接到现有电路的空缺段，就能实现只有两个识别都通过，电路才导通、闸门开启的效果。
【解析】
1. 逻辑判断：根据题目要求，两个识别全部通过闸门才打开，说明S₁和S₂必须同时闭合，电路才能形成通路，因此两个开关为串联关系。
2. 电路补全：将S₁和S₂首尾顺次连接，接入原图中电路的断开部分，使电源、电动机M、S₁、S₂共同组成完整的串联回路，电流路径为：电源正极→电动机M→依次经过两个开关→电源负极，满足只有两个开关都闭合，电动机才工作的要求。
【答案】
【知识点】
串联电路特点；电路设计
【点评】
本题结合门禁识别的生活场景考察串并联电路的设计，核心是抓住“两个开关同时闭合用电器才工作”的特征判断开关的串联属性，难度较低，能够帮助学生理解串联开关在实际安全控制场景中的应用。
【难度系数】
0.8
7 如图甲为某款售水机，可通过刷卡(感应开关$\mathrm{S}_{1}$)或投币(投币开关$\mathrm{S}_{2}$)控制电动机取水。根据以上信息，请将图乙虚线框内的电路图补充完整。
第7题图
第7题图
答案：
7. 如图所示
7. 如图所示
解析：
【分析】
首先审题提取关键条件：刷卡开关S₁、投币开关S₂任意一个闭合都能控制电动机取水，说明两个开关互不影响，都可以独立控制电路通断。首先判断开关的连接方式：如果两个开关串联，必须同时闭合电动机才工作，不符合“刷卡或投币任意操作都能取水”的要求，因此两个开关应当采用并联的连接方式；之后将并联后的开关组与电动机M串联，最后整体接入220V电源，即可满足题目所有功能要求。
【解析】
1. 根据题意，S₁（刷卡开关）和S₂（投币开关）都可以独立控制电动机工作，二者工作互不干扰，因此将S₁和S₂的两端分别对应相连，实现两个开关并联。
2. 将并联后的两个开关的整体，与电动机M串联，最后将整个串联回路的两端分别接在220V电源的两个接线端上，这样任意一个开关闭合，电路都导通，电动机即可正常工作，符合售水机的使用逻辑。
【答案】
【知识点】
并联电路特点；开关的控制作用
【点评】
本题结合生活中常见的自动售水机场景，考察串并联电路的实际设计应用，解题核心是抓住“两个开关可独立控制用电器”的特征判断开关的并联关系，难度较低，能引导学生将课本电路知识和生活实际场景结合，加深对串并联电路特性的理解。
【难度系数】
0.8
首先审题提取关键条件：刷卡开关S₁、投币开关S₂任意一个闭合都能控制电动机取水，说明两个开关互不影响，都可以独立控制电路通断。首先判断开关的连接方式：如果两个开关串联，必须同时闭合电动机才工作，不符合“刷卡或投币任意操作都能取水”的要求，因此两个开关应当采用并联的连接方式；之后将并联后的开关组与电动机M串联，最后整体接入220V电源，即可满足题目所有功能要求。
【解析】
1. 根据题意，S₁（刷卡开关）和S₂（投币开关）都可以独立控制电动机工作，二者工作互不干扰，因此将S₁和S₂的两端分别对应相连，实现两个开关并联。
2. 将并联后的两个开关的整体，与电动机M串联，最后将整个串联回路的两端分别接在220V电源的两个接线端上，这样任意一个开关闭合，电路都导通，电动机即可正常工作，符合售水机的使用逻辑。
【答案】
【知识点】
并联电路特点；开关的控制作用
【点评】
本题结合生活中常见的自动售水机场景，考察串并联电路的实际设计应用，解题核心是抓住“两个开关可独立控制用电器”的特征判断开关的并联关系，难度较低，能引导学生将课本电路知识和生活实际场景结合，加深对串并联电路特性的理解。
【难度系数】
0.8
8 如图甲为一个具有按摩和加热功能的家用足浴盆，其内部电路元件可简化为三个开关(其中一个是电源开关)、一个电动机和一个发热电阻。电动机和发热电阻既可以单独工作，又可以同时工作。请在图乙虚线框内画出此家用足浴盆内部元件的简化电路图(电源部分已画出)。
答案：
8. 如图所示
8. 如图所示
解析：
【分析】
首先审题提取核心要求：足浴盆的电动机（按摩功能）和发热电阻（加热功能）既可以单独工作，也可以同时工作，同时电路共有三个开关，其中一个是总电源开关。首先根据“两个用电器互不影响、可独立工作”的特点，可直接判断两个用电器应当采用并联连接，因为串联电路中用电器无法独立工作。接下来分配三个开关的位置：总电源开关需要控制整个电路的通断，因此接在干路；剩余两个开关分别串联在电动机支路、发热电阻支路，分别控制两个用电器的启停，这样就能完全满足所有功能要求，最后将所有元件按规则连接到电源两端即可。
【解析】
1. 确定用电器连接方式：电动机与发热电阻工作时互不干扰，可独立运行，因此二者为并联关系。
2. 分配开关功能与位置：
第一个开关作为总电源开关，串联在干路中，控制整个电路的通电与断电，符合安全用电要求。
第二个开关与电动机串联，单独控制按摩功能的启停。
第三个开关与发热电阻串联，单独控制加热功能的启停。
3. 将上述并联的两个支路整体接在电源两端，即可得到符合要求的简化电路图。
【答案】
【知识点】
并联电路特点；电路设计
【点评】
本题结合生活中常见的足浴盆场景考察电路设计能力，解题核心是抓住“用电器可独立工作”的特征快速确定并联结构，再结合给定的开关数量分配干路、支路的开关位置，既考察了基础电路规律，也体现了物理知识在生活中的实际应用，需要注意总开关设置在干路是家用电路的安全设计要求。
【难度系数】
0.6
首先审题提取核心要求：足浴盆的电动机（按摩功能）和发热电阻（加热功能）既可以单独工作，也可以同时工作，同时电路共有三个开关，其中一个是总电源开关。首先根据“两个用电器互不影响、可独立工作”的特点，可直接判断两个用电器应当采用并联连接，因为串联电路中用电器无法独立工作。接下来分配三个开关的位置：总电源开关需要控制整个电路的通断，因此接在干路；剩余两个开关分别串联在电动机支路、发热电阻支路，分别控制两个用电器的启停，这样就能完全满足所有功能要求，最后将所有元件按规则连接到电源两端即可。
【解析】
1. 确定用电器连接方式：电动机与发热电阻工作时互不干扰，可独立运行，因此二者为并联关系。
2. 分配开关功能与位置：
第一个开关作为总电源开关，串联在干路中，控制整个电路的通电与断电，符合安全用电要求。
第二个开关与电动机串联，单独控制按摩功能的启停。
第三个开关与发热电阻串联，单独控制加热功能的启停。
3. 将上述并联的两个支路整体接在电源两端，即可得到符合要求的简化电路图。
【答案】
【知识点】
并联电路特点；电路设计
【点评】
本题结合生活中常见的足浴盆场景考察电路设计能力，解题核心是抓住“用电器可独立工作”的特征快速确定并联结构，再结合给定的开关数量分配干路、支路的开关位置，既考察了基础电路规律，也体现了物理知识在生活中的实际应用，需要注意总开关设置在干路是家用电路的安全设计要求。
【难度系数】
0.6
9 如图所示是一款道路井盖移动报警电路,开关S闭合后,电路开始工作,在井盖偏离正常位置(开关$\mathrm{S}_{1}$断开)时亮起警报灯L提醒路人;井盖位置正常(开关$\mathrm{S}_{1}$闭合)时L则不亮;R为保护电阻。根据以上要求完成电路图的设计。
答案：
9. 如图所示
9. 如图所示
解析：
【分析】
我们可以一步步梳理解题思路：首先先明确题目给出的两个核心工作状态：①井盖正常时S₁闭合，警报灯L不亮；②井盖偏离时S₁断开，警报灯L亮起，同时S是总开关，闭合后电路才启动，R是保护电阻。首先思考：要让开关闭合时用电器不工作、开关断开时用电器工作，最合理的方式就是让这个开关和用电器并联，开关闭合时就会把用电器短路，电流不经过用电器，用电器就不工作，开关断开时电流只能走用电器，用电器就工作。接下来还要考虑不能出现电源直接短路的问题，所以保护电阻R必须放在干路上，就算L被短路，电路里还有R限制电流，不会烧坏电源。最后总开关S也要放在干路，控制整个电路的通断，这样就能完全符合题目要求了。
【解析】
按照要求逐步完成电路设计：
1. 确定总开关S的位置：S是整个电路的总控制开关，只有S闭合电路才开始工作，因此将S串联在电路的干路中。
2. 确定S₁和灯泡L的连接方式：根据S₁闭合时L不亮、S₁断开时L亮的要求，将开关S₁与灯泡L并联，此时S₁闭合时，电流优先通过S₁，灯泡L被局部短路，无法发光；S₁断开时，电流只能通过灯泡L，L通电发光报警。
3. 确定保护电阻R的位置：为了避免S₁闭合时电源被直接短路，将保护电阻R串联在整个电路的干路中，即使L被短路，R也能限制电路总电流，保护电源和电路元件。
4. 最终连接顺序：从电源正极出发，依次连接总开关S，之后分为两条并联支路，一条支路是S₁，另一条支路是灯泡L，两条支路汇合后串联保护电阻R，最终回到电源负极，完全满足所有设计要求。
【答案】
【知识点】
局部短路应用；串并联电路设计；保护电阻作用
【点评】
本题是结合生活实际的应用型电路设计题，核心考察局部短路的实际使用，易错点是容易忽略保护电阻的干路位置，导致设计出电源直接短路的错误电路，同时要注意区分“开关闭合用电器工作”的常规串联逻辑，本题是利用开关并联短路用电器来实现特殊的工作逻辑，是很典型的短路应用类设计题。
【难度系数】
0.6
我们可以一步步梳理解题思路：首先先明确题目给出的两个核心工作状态：①井盖正常时S₁闭合，警报灯L不亮；②井盖偏离时S₁断开，警报灯L亮起，同时S是总开关，闭合后电路才启动，R是保护电阻。首先思考：要让开关闭合时用电器不工作、开关断开时用电器工作，最合理的方式就是让这个开关和用电器并联，开关闭合时就会把用电器短路，电流不经过用电器，用电器就不工作，开关断开时电流只能走用电器，用电器就工作。接下来还要考虑不能出现电源直接短路的问题，所以保护电阻R必须放在干路上，就算L被短路，电路里还有R限制电流，不会烧坏电源。最后总开关S也要放在干路，控制整个电路的通断，这样就能完全符合题目要求了。
【解析】
按照要求逐步完成电路设计：
1. 确定总开关S的位置：S是整个电路的总控制开关，只有S闭合电路才开始工作，因此将S串联在电路的干路中。
2. 确定S₁和灯泡L的连接方式：根据S₁闭合时L不亮、S₁断开时L亮的要求，将开关S₁与灯泡L并联，此时S₁闭合时，电流优先通过S₁，灯泡L被局部短路，无法发光；S₁断开时，电流只能通过灯泡L，L通电发光报警。
3. 确定保护电阻R的位置：为了避免S₁闭合时电源被直接短路，将保护电阻R串联在整个电路的干路中，即使L被短路，R也能限制电路总电流，保护电源和电路元件。
4. 最终连接顺序：从电源正极出发，依次连接总开关S，之后分为两条并联支路，一条支路是S₁，另一条支路是灯泡L，两条支路汇合后串联保护电阻R，最终回到电源负极，完全满足所有设计要求。
【答案】
【知识点】
局部短路应用；串并联电路设计；保护电阻作用
【点评】
本题是结合生活实际的应用型电路设计题，核心考察局部短路的实际使用，易错点是容易忽略保护电阻的干路位置，导致设计出电源直接短路的错误电路，同时要注意区分“开关闭合用电器工作”的常规串联逻辑，本题是利用开关并联短路用电器来实现特殊的工作逻辑，是很典型的短路应用类设计题。
【难度系数】
0.6