电路创新设计与应用,新课标,电路的设计 (1)用电器工作互不影响为并联，否则为串联。 (2)开关的串、并联：若干个开关控制一个用电器：所有开关均闭合，用电器才工作，则开关为_；若无论哪个开关闭合，用电器都工作，则开关为_。 开关的短路用法：要求当开关闭合时，用电器不工作，开关断开时用电器工作，则开关与用电器并联，当开关闭合造成用电器_，满足要求。 (3)简单的混联：每个支路的用电器工作时，总有一个特殊的用电器与它们一起工作，这个特殊的用电器就要安装在它们的_上。,串联,并联,短路,干路,根据要求设计电路,要求：,1、通过题意明确设计要求,2、确定用电器和开关的连接方式,3、画出草图,4、验证,根据要求判断用电器间的串、并联关系,内容提要： 一部分：开关篇 一： 开关闭合能工作 （一）： 各管各的 （二）： 一个条件一个开关 （三）： “敏感”部分不可单独工作 二： 开关闭合反而不工作 二部分： 仪表篇,一部分：开关篇,开关专题主要围绕开关的位置及作用展开。在组成电路的四部分原件中开关看似简单，但实际意义重大，开关不仅控制用电器是否工作，还能改变整个电路的构成及连接方式，所以理解好开关在电路中的作用是解决这类问题的关键。,一、开关闭合能工作,（一）各管各的 只闭合开关S1时，L1_L2_ 只闭合开关S2时，L1_，L2_ 要想灯泡LI、L2同时发光，我们 需要_,通过这个简单的小问题我们发现开关控制与其串联的用电器，所以你想让谁工作，就只要让与其串联的开关闭合就可以了。并联电路中的用电器既能单独工作，又能同时工作。要注意的是用电器之间是互不干扰的，所以一定是并联电路。,： 1、某工厂传达室同时监管前后两个大门的安全问题，但只有一个人看守。为了工作方便，传达室职工设计了一个简单电路，传达室内接有一电铃、一盏红灯，当前门进人踏上脚踏板时引起开关S1闭合，则传达室内电铃响；当后门进人踏上脚踏板时引起开关S2闭合，则传达室内红灯发光。请你画出该电路图。,1、某种电脑键盘清洁器有两个开关，开关S1只控制照明用的小灯泡L，开关S2只控制吸尘用的电动机M。在图5所示的四个电路图中，符合上述要求的是,2、家庭用电冰箱中消耗电能的器件主要是电动压缩机和照明灯泡，其中电动压缩机M受温控开关S1控制，照明灯泡L受门控开关S2控制，要求它们既能单独工作又能同时工作，下图是几个同学画的家用电冰箱的电路图，其中正确的是,3、图5是电冰箱的简化电路图。图中M是电冰箱压缩机用的电动机，L是电冰箱内的照明灯。则下列判断正确的是 A开关S1闭合S2断开时照明灯L与电动机M串联 B关上冰箱门时S1自动闭合，使得照明灯L熄灭 C.开关S1、S2都闭合时，照明灯L与电动机M并联 D冰箱内温度降低到设定温度时S2自动断开，电动机M 停止工作,4、如图3是简化了的电冰箱的电路图。图中M是压缩机的电动机，L是电冰箱内部的照明灯。当电冰箱接入电路后，打开电冰箱门时，压缩机停止工作，照明灯照明；关闭电冰箱门时，压缩机开始工作，照明灯停止照明。则关闭电冰箱门时，关于开关S1与S2的状态下列说法正确的是 AS1闭合，S2断开 B. S1断开，S2闭合 CS1闭合，S2闭合 D. S1断开，S2断开,图3,5、（. 击剑比赛中，当甲方运动员的剑（图中用“S甲”表示）击中乙方的导电服时，电路导通，乙方指示灯亮。当乙方运动员的剑（图中用“S乙”表示）击中甲方的导电服时，电路导通，甲方指示灯亮。在图6所示的四个电路图中，符合上述要求的是,6、如图3所示，小丽家浴室的浴霸由一只照明灯泡L、两只取暖灯L1和L2以及一个排风扇M组成，它们的额定电压均为220V。其中照明灯和排风扇都可以单独工作，两只取暖灯总是同时工作。在图4所示的四个电路图中，符合上述要求的是,（二）一个条件一个开关,要想灯泡L发光，必须闭合开关_ 通过这个题我们可以看出来一个用电器可以被几个开关同时控制住，这几个开关是串联关系，所以只有它们同时都闭合的时候用电器才能工作，日常生活中有很多这样的例子，有的用电器必须同时满足几个条件时才能工作，那么这几个开关必须串联在这个用电器所在的电路中，也就是说一个开关代表一个条件。,1、某机要室大门控制电路的两把钥匙分别由两名工作人员保管，单把钥匙无法打开，请你设计这个机要室大门的控制电路。（大门用电动机表示，钥匙为开关S1、S2）,1、利用“光控开关”和“声控开关”可以节约居民楼里楼道灯的用电。其中“光控开关”能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；“声控开关”能在有声音时自动闭合，无声音时自动断开。图6所示的四个电路图中，合理的楼道灯电路是,1、小明是一个摄影“发烧友”，他想在自己的家里建立一个家庭冲洗室，需设计一个相片曝光箱曝光箱内电路要求是：箱内有两只灯泡，其中一只涂成红色曝光箱外有两只开关，当闭合S1时只有红灯L1发光，这时可在红灯照明下调整底片和相纸的位置，调好后闭合S2，则L1和L2均正常发光，使相纸感光为了防止在放好相纸之前，由于操作失误而使L2发光，电路设计要求在S1闭合前，接通S2时L2并不发光根据上述要求，请画出曝光箱内部的电路图。,1、家用电吹风由电动机和电热丝等组成为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝不发热时，电动机仍能工作下列电路中符合要求的是（ ） A B C D,A B C D,（三）“敏感”部分不可单独工作,按要求说出各用电器工作情况： 只闭合开关S _ 同时闭合开关S、S2 _ 只闭合开关S2_,通过这个电路分析可以看出来灯泡L1只受干路开关控制，只要电路中有电流，灯泡L1就一定会工作，并且允许其单独工作。但灯泡L2却受S、S2同时控制，而且只闭合其中任何一个开关都不能让它工作，也就是说它没有单独工作的机会。只要L2工作，L1必然会与其同时工作。我们可以认为L2是一个“敏感”部位，它工作一定要满足一定前提并且要有其他某部分用电器“陪同”。,2、图18是四位同学用带风叶的小电动机M、电热丝R、开关和插头，设计的简易电吹风机电路。要求：吹风机电路只闭合开关S1时吹冷风；只闭合开关S2时既不发热也不吹风；同时闭合S1和S2时吹热风。其中符合要求的电路是 。,1、某中学共有东、南、北三个大门，门卫室大爷每天放学后都要分别到三个大门检查大门是否关好，非常辛苦，热心的小明在学习了物理电学知识后帮门卫室大爷设计了一个电路，门卫室有三盏灯L1、L2、L3分别代表三个大门，每扇门上都装有一个开关，分别为S1、S2、S3，门关好后就会使开关闭合，则代表该大门的灯就会熄灭，代表哪扇大门的灯发光，大爷就去哪个方向的大门处关门就可以了。这样减轻了大爷很多工作 负担，请你画出小明设计的电路。（注意保护电阻的使用）,二、开关闭合反而不工作,开关S闭合后的现象是：_ 这个电路图很奇怪，开关S闭合，反而有一盏灯不发光了，原因就是开关造成了电路中的局部短路。这类问题有一个特点就是开关闭合了反而会引起某部分用电器不工作，那么闭合的开关一定是引起不工作的用电器短路的原因。简单了，开关只要与该用电器并联就可以了。,1、一种声光报警器的电路如图4所示闭合开关S1和S2后，会出现的现象是 A灯亮，铃响 B灯不亮，铃不响 C灯亮，铃不响 D灯不亮，铃响,2、小轿车上大都装有一个指示灯，用它来提醒司机车门是否关好。四个车门中只要有一个车门没关好(相当于一个开关断开)，该指示灯就会发光。图4-1-25为几位同学设计的模拟电路图，你认为最符合上述要求的是,二部分仪表篇,仪表篇主要是由电路中的一些“敏感”电阻引起电路中仪表示数发生变化的一类习题。需要的是审题过程中要透彻理解题意，然后再根据题意判断是什么在变化，引起了什么后果。,1、如图6所示是科技小组的四位同学设计的天然气泄漏检测电路，其中R为气敏电阻（用符号表示），R的阻值随天然气浓度变化曲线,如图7所示，R0为定值电阻，电源两端的电压恒定不变。电路设计要求当天然气浓度增大时，电路中电表示数增大，图6中电路图符合设计要求的是。,2、图7是酒精测试仪的原理图，其中R1为定值电阻，R2为酒精气体传感器（酒精气体浓度越大，R2阻值越小）。如果驾驶员呼出的酒精气体浓度越大，则 A电压表示数越小 B电压表示数越大 C传感器两端电压越大 D通过传感器的电流越小,3、如右图所示，将光敏电阻 R、定值电阻 R0、电流表、电压表、开关和电源连接成如图所示电路光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小闭合开关，逐渐增大光敏电阻的光照强度，观察电表示数的变化情况应该是 A电流表和电压表示数均变小 B电流表示数变大，电压表示 数变小 C电流表示数变小，电压表示数变大 D电流表和电压表示数均变大,家庭电路的设计与创新,一、串联型电路,电路特点：各用电器相互影响，开关控制所有用电器，电流只有一条通路。本电路经常用于装饰电路和匹配电路，电源电压高于单个用电器额定电压时常采用此法。,如：节日小彩灯、门头装饰灯。再如把“6v、3w”小灯泡接入电源电压为10v的电源上应如何连入多大阻值的电阻才能使其正常工作？,二、并联型电路,电路特点：各用电器互不影响，电流有分支开路开关控制所有用电路，支路开关只控制本支路用电器。本电路常用于家庭控制电路。,如：教室内、办公室内、家庭各室内、宾馆房间内插卡取电、马路上的路灯等各用电器的连接均采用此法。,三、开关控制电路,电路特点：S断开，L1、L2均亮，S闭合L1熄灭，L2亮。此电路经常用于轿车上的指示电路、报警、指示电路中。,（一）开关短路型电路,（二）复合开关型电路,电路图（1）特点：开关S1、S2只要有一个闭合灯就亮，只有两个均断开时灯才熄灭。此电路常用于一票通过表决器，抢答器。,设计1：观察右边小彩灯的连接电路,思考：该电路的缺点是什么？,如果有一个小灯泡烧毁了，将使整串小灯泡全部熄灭。,提出问题:,同学们开动脑筋，如何改进小灯泡的连接方式，可以避免这一缺点，将你的设计的电路图画下来。,方案一：,方案二：,请同学们相互讨论这些方案的优缺点。,设计2：回答问题正确显示器,实验要求：把电池和小灯泡连接起来，并留出接线头 A、B ，提问者把接线头 A 与左边其中一个曲别针接触，表示提出一个问题，回答者把线头 B 与右排一个曲别针接触，表示选出一个答案。只有选择正确答案时，小灯泡才亮，错误时灯不亮。,讨论并设计电路，相互交流。,提出问题：,能不能设计出一个回答正确时绿灯亮，回答错误时红灯亮的装置？,如果能，则在改装备的基础上怎样改进？,画出你的改进电路图。,设计3：,要求：病房呼叫电路每张床边都有一个开关，每个开关与护士值班室里的一个灯泡相对某一床位病人按下开关后值班室中对应的电灯亮。,提出问题：,如果在值班室，当病人呼叫时，不仅有灯光显示，还需有声音呼叫，应当怎样改进呼叫电路？,方案一：,方案二：,设计四、楼道双连开关灯电路,要求：,为了节约用电，往往要我们能随手关灯，,假如有一个长长的过道，只在中间安装了一盏灯。你能否设计一个电路，在过道两头各安装一个开关，使我们通过过道时，能够在一头把灯打开，走到另一头后又可以把灯关掉？,请画出电路图。,居民楼的楼道里，夜间楼道灯一直亮着会造成浪费。,科研人员用“光敏”材料制成“光控开关”，,它能在天黑时自动闭合，天亮时自动断开；,利用“声敏”材料制成“声控开关”，,它能在有人走动发出声音时闭合，无人走动时自动断开。,请将下页图的“光控开关”、“声控开关”、灯泡用笔画线代替导线正确连入电路，,设计出只有在夜间且有声音时灯才亮的楼道灯自动控制电路，,同时安装一个不受开关控制的三孔插座。,点拨：火线相当于电源正级，零线相当于电源负极，