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(jì)電路例 1小軍想設(shè)計(jì)一個(gè)模擬交通路口紅綠燈工作的實(shí)驗(yàn)電路，要求：紅燈亮?xí)r，黃燈和綠燈都不亮；當(dāng)紅燈滅時(shí)，黃燈或綠燈可以亮一盞。實(shí)驗(yàn)桌上已經(jīng)備有的實(shí)驗(yàn)器材：符合要求的電源，紅、黃、綠三盞燈，兩個(gè)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S1和S2，導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干。小軍已連接了部分電路，如圖4TX1所示，請(qǐng)你用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，只添加兩根導(dǎo)線(xiàn)，按要求將小軍的實(shí)物電路圖補(bǔ)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(dāng)紅燈滅時(shí)，黃燈或綠燈可以亮一盞；說(shuō)明三個(gè)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(wèn)題例 2在學(xué)習(xí)了簡(jiǎn)單電路的知識(shí)后，小玉同學(xué)將兩個(gè)小燈泡接在了電路中，閉合開(kāi)關(guān)，兩個(gè)小燈泡同時(shí)發(fā)光；斷開(kāi)開(kāi)關(guān)，它們同時(shí)熄滅。1如圖4TX3甲所示，電路接線(xiàn)情況不可見(jiàn)。給你一根導(dǎo)線(xiàn)，判斷這兩個(gè)小燈泡是串聯(lián)還是并聯(lián)。2某電路中有一個(gè)封閉的電路盒如圖乙所示，面板上有A、B、C三個(gè)接線(xiàn)柱及燈泡、電鈴各一個(gè)。為了探究盒內(nèi)電路構(gòu)造，小明做了屢次實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下表。根據(jù)實(shí)驗(yàn)情況，請(qǐng)你畫(huà)出電路盒內(nèi)的電路圖。圖4TX3導(dǎo)線(xiàn)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(gè)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(gè)電路全短路進(jìn)展分析。2由

3、題意可知：當(dāng)用導(dǎo)線(xiàn)連接A、C時(shí)，燈亮、鈴不響，說(shuō)明此時(shí)為僅有燈泡的簡(jiǎn)單電路；當(dāng)導(dǎo)線(xiàn)連接A、B時(shí)，鈴響、燈不亮，說(shuō)明此時(shí)為僅有電鈴的簡(jiǎn)單電路；那么可以判斷燈泡和電鈴并聯(lián)，A點(diǎn)與電源相連，B、C兩點(diǎn)分別與電鈴和燈泡相連。由于導(dǎo)線(xiàn)連接B、C時(shí)，燈不亮、鈴不響，也說(shuō)明了B、C兩點(diǎn)不與電源相連。 答案 1可將導(dǎo)線(xiàn)的一端接在一個(gè)燈泡的一側(cè)接線(xiàn)柱上，用導(dǎo)線(xiàn)的另一端迅速試觸這個(gè)燈泡的另一接線(xiàn)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(cāng)庫(kù)有前后兩個(gè)門(mén)，現(xiàn)有電鈴、紅色燈泡和綠色燈泡各一個(gè)、開(kāi)關(guān)兩個(gè)、導(dǎo)線(xiàn)假設(shè)干，根據(jù)所

4、學(xué)習(xí)的物理知識(shí)，幫助倉(cāng)庫(kù)保管員設(shè)計(jì)一個(gè)電路圖，他的要求是能從電鈴或電燈的有關(guān)信號(hào)知道是前門(mén)來(lái)人還是后門(mén)來(lái)人。2某牧場(chǎng)中花木相間，風(fēng)光宜人，為了防止羊圈中的羊喪失，如今牧場(chǎng)主想利用節(jié)能小燈泡、電鈴、電池組、開(kāi)關(guān)各一個(gè)，以及足夠長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線(xiàn)，設(shè)計(jì)一個(gè)值班人員在值班室看護(hù)報(bào)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(shí)，碰到柵欄后會(huì)拉斷細(xì)導(dǎo)線(xiàn)，此時(shí)燈亮、電鈴響。請(qǐng)?jiān)谙旅娈?huà)出你設(shè)計(jì)的電路圖。圖4TX53第二十一屆全國(guó)物理知識(shí)競(jìng)賽為了節(jié)省電能，居民樓的樓道燈通常由兩個(gè)開(kāi)關(guān)共同控制。一個(gè)是利用光敏器件制成的“光控開(kāi)關(guān)，它的作用是光線(xiàn)暗時(shí)自動(dòng)閉合，光線(xiàn)亮?xí)r自動(dòng)斷開(kāi)；一個(gè)是利用聲敏器件制成的“聲控

5、開(kāi)關(guān)，它的作用是有聲音時(shí)自動(dòng)閉合電路，兩分鐘后，假設(shè)再無(wú)聲音那么自動(dòng)斷開(kāi)。1請(qǐng)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(gè)“聰明的電路。晚上只要拍拍手，燈就亮了，過(guò)一會(huì)自動(dòng)熄滅，給爺爺帶來(lái)了方便。不過(guò)遇到晚上有雷雨，就費(fèi)事了，雷聲使燈不斷被點(diǎn)亮，影響爺爺休息。還有爺爺睡覺(jué)前需要這盞燈一直被點(diǎn)亮。如今再給你兩個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2，在圖乙中完成對(duì)這個(gè)“聰明電路的改裝，并分別說(shuō)明在燈自開(kāi)工作、晚上打雷需取消自動(dòng)功能和需要燈一直被點(diǎn)亮?xí)r開(kāi)關(guān)S1、S2的斷開(kāi)與閉合情況。圖4TX64陽(yáng)光動(dòng)力2號(hào)飛機(jī)，是一架長(zhǎng)航時(shí)，不必消耗燃油便可晝夜連續(xù)飛行的太

6、陽(yáng)能飛機(jī)，飛機(jī)上裝有平衡警示電路，其中S為正對(duì)駕駛員的重力開(kāi)關(guān)，金屬片M可繞O點(diǎn)自由轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)機(jī)翼程度時(shí)，M在a、b中間，當(dāng)飛機(jī)嚴(yán)重左傾時(shí)，綠燈亮，電鈴響；當(dāng)飛機(jī)嚴(yán)重右傾時(shí)，紅燈亮，電鈴響。請(qǐng)?jiān)趫D4TX7中完成電路連接。圖4TX75第二十六屆全國(guó)物理知識(shí)競(jìng)賽為防止小轎車(chē)在行駛途中由于車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉而帶來(lái)危險(xiǎn)，廠家設(shè)計(jì)了報(bào)警電路。四個(gè)車(chē)門(mén)都關(guān)閉時(shí)蜂鳴報(bào)警器不響且指示燈不亮；只要有一扇車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉，蜂鳴報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，對(duì)應(yīng)的指示燈就會(huì)發(fā)光，根據(jù)指示燈發(fā)光情況可判斷哪一扇車(chē)門(mén)沒(méi)有關(guān)閉，請(qǐng)你在圖4TX8中用筆畫(huà)線(xiàn)表示導(dǎo)線(xiàn)，將各元件連接成符合要求的電路圖導(dǎo)線(xiàn)不許穿插或穿過(guò)開(kāi)關(guān)。說(shuō)明：每個(gè)車(chē)門(mén)控制一個(gè)開(kāi)關(guān)S1

7、對(duì)應(yīng)L1，其他類(lèi)推，當(dāng)車(chē)門(mén)關(guān)閉時(shí)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，車(chē)門(mén)翻開(kāi)時(shí)開(kāi)關(guān)閉合。圖4TX86一個(gè)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(gè)接線(xiàn)柱，如圖4TX9所示。電源分別接A、B，A、C，C、D時(shí)只有一只燈泡亮，且亮度一樣；電源接B、D時(shí)三只燈泡均亮，但亮度較暗。試畫(huà)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(jìng)賽代號(hào)名稱(chēng)符號(hào)擲向狀態(tài)A單刀單擲開(kāi)關(guān)10與1導(dǎo)通B單刀雙擲開(kāi)關(guān)10與1導(dǎo)通；0與2斷開(kāi)20與1斷開(kāi)；0與2導(dǎo)通C雙刀雙擲開(kāi)關(guān)1、10與1、0與1同時(shí)導(dǎo)通； 0與2、0與2同時(shí)斷開(kāi)2、20與1、0與1同時(shí)斷開(kāi)； 0與2、0與2同時(shí)導(dǎo)通1圖4TX10a所示是某家用電器

8、的示意圖。當(dāng)開(kāi)關(guān)A擲向1，開(kāi)關(guān)B擲向2，開(kāi)關(guān)C擲向2、2時(shí)，三個(gè)燈中_處于點(diǎn)亮狀態(tài)。2某居民樓的每一層樓面住有三戶(hù)居民，同一樓面的每戶(hù)居民均能通過(guò)各自的一個(gè)開(kāi)關(guān)控制同一個(gè)樓道照明燈。請(qǐng)用筆畫(huà)線(xiàn)代替導(dǎo)線(xiàn)，在圖b中添加必要的連線(xiàn)，使電路實(shí)現(xiàn)上述功能。圖4TX108如圖4TX11所示為一個(gè)封閉的盒子，面板上有兩個(gè)燈泡M和N以及3個(gè)接線(xiàn)柱A、B、C，盒內(nèi)有電源，并用導(dǎo)線(xiàn)在盒內(nèi)將燈、接線(xiàn)柱、電源相連。今在盒外，用導(dǎo)線(xiàn)將A、B兩個(gè)接線(xiàn)柱相連，M、N均不發(fā)光；用導(dǎo)線(xiàn)將B、C兩接線(xiàn)柱相連，那么燈N發(fā)光而M不發(fā)光；用導(dǎo)線(xiàn)將A、C兩接線(xiàn)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(xiàn)

9、框中將盒內(nèi)的電路畫(huà)出來(lái)。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(gè)燈泡，三個(gè)開(kāi)關(guān)S1、S2、S3，一個(gè)電壓表和一個(gè)電流表，為了在不翻開(kāi)盒子的情況下，探究盒內(nèi)的電路構(gòu)造，小明做了屢次實(shí)驗(yàn)并將實(shí)驗(yàn)結(jié)果記錄如下，根據(jù)實(shí)驗(yàn)，在虛線(xiàn)框內(nèi)畫(huà)出盒內(nèi)的電路圖。閉合開(kāi)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(wú)示數(shù)無(wú)示數(shù)無(wú)示數(shù)I1I2無(wú)示數(shù)I1I1I2電壓表情況無(wú)示數(shù)無(wú)示數(shù)無(wú)示數(shù)U1U2無(wú)示數(shù)U1U1U2詳解詳析1如下圖2如下圖3如下圖使用說(shuō)明：需要燈自開(kāi)工作時(shí)，閉合S2，斷開(kāi)S1；晚上打雷

10、時(shí)斷開(kāi)S2；需要燈一直被點(diǎn)亮?xí)r閉合S1和S2。4如下圖解析 當(dāng)飛機(jī)嚴(yán)重左傾時(shí)，綠燈亮、電鈴響，開(kāi)關(guān)接a，綠燈與電鈴接入電路；當(dāng)飛機(jī)嚴(yán)重右傾時(shí)，紅燈亮、電鈴響，開(kāi)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(dú)立工作，它們是并聯(lián)的；不管開(kāi)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(shí)，只有一只燈泡亮，且亮度一樣，故每個(gè)通路只有一個(gè)燈泡工作；當(dāng)電源接B、D時(shí)三只燈泡均亮，但亮度較暗，故此時(shí)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(guò)燈泡L3，而電流能通過(guò)燈泡L1、L2后流回電源，所以燈泡L1

11、、L2會(huì)處于點(diǎn)亮狀態(tài)。2每戶(hù)居民都能通過(guò)各自的一個(gè)開(kāi)關(guān)控制同一個(gè)照明燈，假如都是單刀單擲開(kāi)關(guān)，那么三個(gè)開(kāi)關(guān)要并聯(lián)起來(lái)，燈泡接在干路上。這時(shí)，開(kāi)關(guān)都是一個(gè)接線(xiàn)柱接電源方向，一個(gè)接線(xiàn)柱接燈泡方向。為了表達(dá)方便，圖中左邊的開(kāi)關(guān)接線(xiàn)柱分別稱(chēng)為左1、左0、左2，其他依次類(lèi)推。雙刀雙擲開(kāi)關(guān)中1接了左1，那么中1要接左2，以使左開(kāi)關(guān)右擲時(shí)仍可接入電源方向。雙刀雙擲開(kāi)關(guān)中0接了右1，那么中0要接右2，以使右開(kāi)關(guān)右擲時(shí)仍可接入燈泡方向。雙刀雙擲開(kāi)關(guān)右擲時(shí)，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(xiàn)將A、B兩個(gè)接線(xiàn)柱相連，M、N均不發(fā)光，說(shuō)明A、B兩點(diǎn)間的連接沒(méi)有將燈泡M、N接到電源的兩極上；用導(dǎo)線(xiàn)將B、C相連，那么燈N發(fā)光而M不發(fā)光，說(shuō)明B、C兩點(diǎn)間的連接控制燈泡N，與燈N串聯(lián)；用導(dǎo)線(xiàn)將A、C兩接線(xiàn)柱相連，那么燈M發(fā)光而N不發(fā)光，說(shuō)明A、C兩點(diǎn)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(wú)論電壓表測(cè)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(shuō)明兩燈是串聯(lián)的，且電壓表測(cè)的不是電源電壓，而是L2兩端電壓。單獨(dú)閉合S1或S2或S