思維特訓(xùn)(四)　電路　黑盒子

1、.思維特訓(xùn)四電路黑盒子 |典|例|分|析|按要求設(shè)計電路例 1小軍想設(shè)計一個模擬交通路口紅綠燈工作的實驗電路，要求：紅燈亮?xí)r，黃燈和綠燈都不亮；當紅燈滅時，黃燈或綠燈可以亮一盞。實驗桌上已經(jīng)備有的實驗器材：符合要求的電源，紅、黃、綠三盞燈，兩個單刀雙擲開關(guān)S1和S2，導(dǎo)線假設(shè)干。小軍已連接了部分電路，如圖4TX1所示，請你用筆畫線代替導(dǎo)線，只添加兩根導(dǎo)線，按要求將小軍的實物電路圖補充完好。圖4TX1解析 由題意可知：紅燈亮?xí)r，黃燈和綠燈都不亮；當紅燈滅時，黃燈或綠燈可以亮一盞；說明三個燈泡互不影響，即三燈是并聯(lián)的，S1控制三盞燈，S2控制綠燈和黃燈。答案 如圖4TX2所示圖4TX2 電路中的黑

2、盒子問題例 2在學(xué)習(xí)了簡單電路的知識后，小玉同學(xué)將兩個小燈泡接在了電路中，閉合開關(guān)，兩個小燈泡同時發(fā)光；斷開開關(guān)，它們同時熄滅。1如圖4TX3甲所示，電路接線情況不可見。給你一根導(dǎo)線，判斷這兩個小燈泡是串聯(lián)還是并聯(lián)。2某電路中有一個封閉的電路盒如圖乙所示，面板上有A、B、C三個接線柱及燈泡、電鈴各一個。為了探究盒內(nèi)電路構(gòu)造，小明做了屢次實驗，實驗結(jié)果記錄如下表。根據(jù)實驗情況，請你畫出電路盒內(nèi)的電路圖。圖4TX3導(dǎo)線連接產(chǎn)生的現(xiàn)象A、C燈亮、鈴不響A、B鈴響、燈不亮B、C燈不亮、鈴不響解析 1根據(jù)“串聯(lián)電路中一個用電器短路，其他用電器仍能工作；并聯(lián)電路中一條支路短路，整個電路全短路進展分析。2由

3、題意可知：當用導(dǎo)線連接A、C時，燈亮、鈴不響，說明此時為僅有燈泡的簡單電路；當導(dǎo)線連接A、B時，鈴響、燈不亮，說明此時為僅有電鈴的簡單電路；那么可以判斷燈泡和電鈴并聯(lián)，A點與電源相連，B、C兩點分別與電鈴和燈泡相連。由于導(dǎo)線連接B、C時，燈不亮、鈴不響，也說明了B、C兩點不與電源相連。 答案 1可將導(dǎo)線的一端接在一個燈泡的一側(cè)接線柱上，用導(dǎo)線的另一端迅速試觸這個燈泡的另一接線柱，假設(shè)兩燈都不發(fā)光，那么兩燈是并聯(lián)的；假如另一燈泡仍能發(fā)光，那么兩燈是串聯(lián)的。2如圖4TX4所示圖4TX4|思|維|集|訓(xùn)|1某工廠的大型倉庫有前后兩個門，現(xiàn)有電鈴、紅色燈泡和綠色燈泡各一個、開關(guān)兩個、導(dǎo)線假設(shè)干，根據(jù)所

4、學(xué)習(xí)的物理知識，幫助倉庫保管員設(shè)計一個電路圖，他的要求是能從電鈴或電燈的有關(guān)信號知道是前門來人還是后門來人。2某牧場中花木相間，風光宜人，為了防止羊圈中的羊喪失，如今牧場主想利用節(jié)能小燈泡、電鈴、電池組、開關(guān)各一個，以及足夠長的細導(dǎo)線，設(shè)計一個值班人員在值班室看護報警器，要求：正常情況下，值班室內(nèi)燈亮、鈴不響，有羊沖出羊圈時，碰到柵欄后會拉斷細導(dǎo)線，此時燈亮、電鈴響。請在下面畫出你設(shè)計的電路圖。圖4TX53第二十一屆全國物理知識競賽為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個開關(guān)共同控制。一個是利用光敏器件制成的“光控開關(guān)，它的作用是光線暗時自動閉合，光線亮?xí)r自動斷開；一個是利用聲敏器件制成的“聲控

5、開關(guān)，它的作用是有聲音時自動閉合電路，兩分鐘后，假設(shè)再無聲音那么自動斷開。1請將圖4TX6甲中的器材連成符合上述樓道燈要求的電路。2小明受樓道燈電路的啟發(fā)，在爺爺?shù)呐P室里也安裝了這樣一個“聰明的電路。晚上只要拍拍手，燈就亮了，過一會自動熄滅，給爺爺帶來了方便。不過遇到晚上有雷雨，就費事了，雷聲使燈不斷被點亮，影響爺爺休息。還有爺爺睡覺前需要這盞燈一直被點亮。如今再給你兩個開關(guān)S1、S2，在圖乙中完成對這個“聰明電路的改裝，并分別說明在燈自開工作、晚上打雷需取消自動功能和需要燈一直被點亮?xí)r開關(guān)S1、S2的斷開與閉合情況。圖4TX64陽光動力2號飛機，是一架長航時，不必消耗燃油便可晝夜連續(xù)飛行的太

6、陽能飛機，飛機上裝有平衡警示電路，其中S為正對駕駛員的重力開關(guān)，金屬片M可繞O點自由轉(zhuǎn)動，當機翼程度時，M在a、b中間，當飛機嚴重左傾時，綠燈亮，電鈴響；當飛機嚴重右傾時，紅燈亮，電鈴響。請在圖4TX7中完成電路連接。圖4TX75第二十六屆全國物理知識競賽為防止小轎車在行駛途中由于車門沒有關(guān)閉而帶來危險，廠家設(shè)計了報警電路。四個車門都關(guān)閉時蜂鳴報警器不響且指示燈不亮；只要有一扇車門沒有關(guān)閉，蜂鳴報警器就會報警，對應(yīng)的指示燈就會發(fā)光，根據(jù)指示燈發(fā)光情況可判斷哪一扇車門沒有關(guān)閉，請你在圖4TX8中用筆畫線表示導(dǎo)線，將各元件連接成符合要求的電路圖導(dǎo)線不許穿插或穿過開關(guān)。說明：每個車門控制一個開關(guān)S1

7、對應(yīng)L1，其他類推，當車門關(guān)閉時開關(guān)斷開，車門翻開時開關(guān)閉合。圖4TX86一個盒子內(nèi)裝有三只一樣的燈泡，燈泡露出盒外，且盒外有A、B、C、D四個接線柱，如圖4TX9所示。電源分別接A、B，A、C，C、D時只有一只燈泡亮，且亮度一樣；電源接B、D時三只燈泡均亮，但亮度較暗。試畫出盒內(nèi)的電路圖。圖4TX97上海市第二十屆“大同中學(xué)杯物理競賽代號名稱符號擲向狀態(tài)A單刀單擲開關(guān)10與1導(dǎo)通B單刀雙擲開關(guān)10與1導(dǎo)通；0與2斷開20與1斷開；0與2導(dǎo)通C雙刀雙擲開關(guān)1、10與1、0與1同時導(dǎo)通； 0與2、0與2同時斷開2、20與1、0與1同時斷開； 0與2、0與2同時導(dǎo)通1圖4TX10a所示是某家用電器

8、的示意圖。當開關(guān)A擲向1，開關(guān)B擲向2，開關(guān)C擲向2、2時，三個燈中_處于點亮狀態(tài)。2某居民樓的每一層樓面住有三戶居民，同一樓面的每戶居民均能通過各自的一個開關(guān)控制同一個樓道照明燈。請用筆畫線代替導(dǎo)線，在圖b中添加必要的連線，使電路實現(xiàn)上述功能。圖4TX108如圖4TX11所示為一個封閉的盒子，面板上有兩個燈泡M和N以及3個接線柱A、B、C，盒內(nèi)有電源，并用導(dǎo)線在盒內(nèi)將燈、接線柱、電源相連。今在盒外，用導(dǎo)線將A、B兩個接線柱相連，M、N均不發(fā)光；用導(dǎo)線將B、C兩接線柱相連，那么燈N發(fā)光而M不發(fā)光；用導(dǎo)線將A、C兩接線柱相連，那么燈M發(fā)光而N不發(fā)光。據(jù)上面的結(jié)果，探究出電路的組成，并在下面的虛線

9、框中將盒內(nèi)的電路畫出來。圖4TX119綜合作圖探究電學(xué)黑箱里的電路構(gòu)造。某面板上有L1、L2兩個燈泡，三個開關(guān)S1、S2、S3，一個電壓表和一個電流表，為了在不翻開盒子的情況下，探究盒內(nèi)的電路構(gòu)造，小明做了屢次實驗并將實驗結(jié)果記錄如下，根據(jù)實驗，在虛線框內(nèi)畫出盒內(nèi)的電路圖。閉合開關(guān)S1S2S3S1、S2S1、S3S2、S3S1、S2、S3燈的情況L1不亮不亮不亮不亮亮不亮不亮L2不亮不亮不亮亮亮不亮亮電流表情況無示數(shù)無示數(shù)無示數(shù)I1I2無示數(shù)I1I1I2電壓表情況無示數(shù)無示數(shù)無示數(shù)U1U2無示數(shù)U1U1U2詳解詳析1如下圖2如下圖3如下圖使用說明：需要燈自開工作時，閉合S2，斷開S1；晚上打雷

10、時斷開S2；需要燈一直被點亮?xí)r閉合S1和S2。4如下圖解析 當飛機嚴重左傾時，綠燈亮、電鈴響，開關(guān)接a，綠燈與電鈴接入電路；當飛機嚴重右傾時，紅燈亮、電鈴響，開關(guān)接b，紅燈與電鈴接入電路。由題意可知，紅燈與綠燈互不影響，能獨立工作，它們是并聯(lián)的；不管開關(guān)接a還是接b，電鈴都接入電路，電鈴串聯(lián)在干路中。5如下圖6如下圖解析 電源分別接A、B，A、C，C、D時，只有一只燈泡亮，且亮度一樣，故每個通路只有一個燈泡工作；當電源接B、D時三只燈泡均亮，但亮度較暗，故此時三只燈泡串聯(lián)。71L1、L22如下圖解析 1根據(jù)電流的流向判斷，電流不能通過燈泡L3，而電流能通過燈泡L1、L2后流回電源，所以燈泡L1

11、、L2會處于點亮狀態(tài)。2每戶居民都能通過各自的一個開關(guān)控制同一個照明燈，假如都是單刀單擲開關(guān)，那么三個開關(guān)要并聯(lián)起來，燈泡接在干路上。這時，開關(guān)都是一個接線柱接電源方向，一個接線柱接燈泡方向。為了表達方便，圖中左邊的開關(guān)接線柱分別稱為左1、左0、左2，其他依次類推。雙刀雙擲開關(guān)中1接了左1，那么中1要接左2，以使左開關(guān)右擲時仍可接入電源方向。雙刀雙擲開關(guān)中0接了右1，那么中0要接右2，以使右開關(guān)右擲時仍可接入燈泡方向。雙刀雙擲開關(guān)右擲時，電路也能是通路，那么中1要接中2， 中1要接中2。8如下圖解析 由題意可知：用導(dǎo)線將A、B兩個接線柱相連，M、N均不發(fā)光，說明A、B兩點間的連接沒有將燈泡M、N接到電源的兩極上；用導(dǎo)線將B、C相連，那么燈N發(fā)光而M不發(fā)光，說明B、C兩點間的連接控制燈泡N，與燈N串聯(lián)；用導(dǎo)線將A、C兩接線柱相連，那么燈M發(fā)光而N不發(fā)光，說明A、C兩點間的連接控制燈泡M，與燈M串聯(lián)。9如下圖解析 S1、S3閉合兩燈都亮?xí)r，假設(shè)兩燈并聯(lián)，無論電壓表測哪條支路兩端電壓都與電源電壓相等，但電壓表示數(shù)U1U2，說明兩燈是串聯(lián)的，且電壓表測的不是電源電壓，而是L2兩端電壓。單獨閉合S1或S2或S