12. 在“连接电路”的实验中,小致同学设计了如图甲所示的电路图.

(1)请你根据图甲所示的电路图,用笔画线代替导线连接图乙所示的实物图.
(2)连接电路时,开关S应该处于状态.
(3)他将所有开关闭合,发现S₁支路的灯L₁不亮,S₂支路的灯L₂发光.他又断开所有开关,交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S₁支路的灯不亮,S₂支路的灯发光,则故障原因可能是（合理即可）.
(4)他排除故障后,继续进行实验,为了探究开关S₁的作用,在观察灯泡发光情况时,他应该观察（填“S₁”“S₂”或“S₁和S₂”）所在支路上的灯泡.
(5)若用一根导线将灯L₁两端连接,灯L₂将（填“亮”“不亮”或“烧坏”）.

12. (1)见解析图 (2)断开 (3)S₁支路某根导线断路
(4)S₁和S₂ (5)不亮
解析:(1)由甲图可知,两灯泡并联,开关S在干路上,开关S₁和灯L₁串联在一条支路中,开关S₂和灯L₂串联在另一条支路中,如图所示:

(2)在连接电路时,为保护电路,开关S应该处于断开状态.
(3)他将所有开关闭合,发现S₁支路的灯L₁不亮,S₂支路的灯L₂发光,说明干路和开关S没有故障,故障发生在S₁支路,交换两灯位置后,再闭合所有开关,发现仍然是S₁支路的灯不亮,S₂支路的灯发光,说明灯丝是完好的,S₁支路某根导线断路.
(4)为了探究开关S₁的作用,在观察灯泡发光情况时,他应该同时观察两个支路上的灯泡.
(5)用一根导线将L₁两端连接,灯L₁、L₂被短路,所以灯L₂不发光,不会被烧坏.

【分析】
我们先从电路图的结构入手梳理思路：首先观察甲图，确定电路是并联结构，干路有总开关S，两条支路分别是S₁控制L₁、S₂控制L₂，按照电流路径的先后顺序就能完成实物连线。连接电路的操作规范是电学实验的基础要求，为了避免接线过程中短路烧坏元件，所有开关都要断开。故障分析时，先从发光的L₂反推干路和S₂支路都是完好的，故障只在S₁支路，交换两灯后故障位置不变，说明灯泡本身没问题，故障出在S₁支路的线路/开关断路。探究S₁的作用时，不仅要观察它自己控制的L₁的通断情况，还要确认它会不会影响另一条支路的L₂，所以要同时观察两个支路的灯泡。最后用导线接L₁两端时，相当于直接把电源正负极连通，发生电源短路，所有用电器都没有电流通过，所以L₂也不会亮。
【解析】
(1) 由甲电路图可知，L₁与L₂并联，开关S接在干路控制整个电路，S₁与L₁串联为一条独立支路，S₂与L₂串联为另一条独立支路，按照并联电路的接线规则补全实物连线即可。
(2) 连接电路过程中，为了防止误接短路损坏电路元件，起到保护电路的作用，开关S必须处于断开状态。
(3) 所有开关闭合时L₂正常发光，说明干路、S₂支路均无故障，故障仅存在于S₁所在支路；交换两灯位置后再次闭合所有开关，仍然是S₁支路的灯不亮，说明两个灯泡的灯丝均完好，因此故障为S₁支路某根导线断路（或S₁接触不良等合理答案）。
(4) 探究开关S₁的作用时，需要对比S₁通断时，自身支路L₁的工作状态，同时验证并联电路中支路开关是否会对另一支路的L₂产生影响，因此需要观察S₁和S₂所在支路上的灯泡。
(5) 用导线将灯L₁两端连接时，电流会直接通过该导线绕过所有用电器，造成电源整体短路，没有电流通过L₂，因此灯L₂不亮，也不会被烧坏。
【答案】
(1)
(2) 断开
(3) S₁支路某根导线断路（合理即可）
(4) S₁和S₂
(5) 不亮
【知识点】
实物电路连接，电路故障判断，并联电路特点
【点评】
本题是电学入门的经典基础实验题，覆盖了电路连线、实验操作规范、故障推理、并联电路开关特性、短路现象等多个核心基础考点，解题时需要结合并联电路的电流路径逻辑，通过反推法排查故障，注意区分局部短路和电源短路的不同影响，适合巩固并联电路的基础认知。
【难度系数】
0.7

13. 新趋势 方案设计 如图甲为无人值守停车场,当有车辆要驶入时,摄像头(用$\mathrm{S}_{1}$表示)采集完车辆相应信息后,进入闸(用$\mathrm{M}_{1}$表示)打开,车辆驶入.当车辆要驶出时,摄像头(用$\mathrm{S}_{2}$表示)比对车辆的信息,驾驶员扫码付费(用$\mathrm{S}_{3}$表示)后,驶出闸(用$\mathrm{M}_{2}$表示)打开,车辆驶出.请根据上述信息将图乙中的电路补画完整.

13. 如图所示
解析:由题意可知,当有车辆要驶入时,摄像头(用S₁表示)采集完车辆相应信息后,进入闸打开,车辆驶入.当车辆要驶出时,摄像头(用S₂表示)比对车辆的信息,驾驶员扫码付费(用S₃表示)后,驶出闸打开,车辆驶出,则与互不影响,为并联电路,S₁控制,S₂、S₃与串联控制.

【分析】
我们先梳理题目给出的工作逻辑，一步步推导电路结构：
1. 首先判断两个闸机M₁、M₂的工作关系：进入闸和驶出闸工作时互不影响，一个闸机启动不会干扰另一个，因此两个电动机M₁、M₂是并联关系。
2. 分析M₁的控制逻辑：车辆驶入时，仅需要S₁闭合，M₁就可以启动打开，说明S₁是M₁支路的唯一控制开关，S₁和M₁串联在同一条支路上。
3. 分析M₂的控制逻辑：车辆驶出时，必须同时完成摄像头S₂比对信息、扫码付费S₃两个操作，M₂才会启动打开，也就是只有S₂、S₃同时闭合时M₂才工作，因此S₂和S₃需要先串联，再和M₂串联，组成第二条独立支路。
最后把两条并联支路的两端分别接在电源的正负极上，就完成符合要求的电路设计。
【解析】
解：
① 由题意可知，进入闸M₁仅由开关S₁控制，将S₁与M₁串联，作为第一条支路；
② 驶出闸M₂需要S₂、S₃同时闭合才能工作，将S₂、S₃串联后，再与M₂串联，作为第二条支路；
③ 两条支路并联，两端分别连接电源的正负极，即可满足所有工作要求，补全后的电路符合场景逻辑。
【答案】

【知识点】
串联电路特点，并联电路特点，生活电路设计
【点评】
本题结合停车场闸机的真实应用场景考查电路设计，核心考点是根据控制需求判断开关的连接方式：多个开关共同控制某一用电器、必须全部满足条件才启动用电器时，开关需要串联；不同用电器独立工作互不影响时，用电器之间为并联关系，解题时要注意避免误将S₂、S₃设计为并联，导致只完成其中一个操作就开启驶出闸的逻辑错误。
【难度系数】
0.6

14. “不倒翁”是一种古老的玩具,最早记载出现于唐代.不倒翁被扳倒后能自动立起,并能沿竖直轴线左右摇摆.
(1)小明想制作一个不倒翁,眼睛用两个小灯泡制成,并且能够随着身体左右摆动一闪一闪地交替发光,图甲是他在不倒翁内部设计的电路,放大的电路如图乙所示,其中A和B为固定不动的触点,动触点C则通过金属杆连接在固定的转轴O处,且可以绕着O点灵活地左右摆动,构成一个类似单刀双掷开关的装置,这样随着不倒翁身体左右摆动,动触点C可以交替接触到触点A和B.要求:不倒翁向右摆动时右侧的灯泡发光,反之亦然,请按照要求在图乙中用直线代替导线完成电路图的连接.

(2)在小明的设计中有一些细节需要考虑:
①电路中较重的干电池应该放在不倒翁内部 (填“偏上”或“偏下”)的位置;
②如果不倒翁摆动幅度较小时小灯泡不发光,则可以适当地将触点A和B之间的距离调 (填“近些”或“远些”).

14. (1)如图所示 (2)①偏下 ②近些
解析:(1)根据题意可知,不倒翁向右摆动时右侧的灯泡发光,这说明BC相连时,右侧的灯泡接入电路,反之AC相连时,左侧的灯泡接入电路.
(2)①电路中较重的干电池应该放在不倒翁内部偏下的位置,此时的重心较低,不倒翁不易倒.
②如果不倒翁摆动幅度较小时小灯泡不发光,根据电路图可知,要使灯泡发光,可以适当地将触点A和B之间的距离调近些.

【分析】
首先梳理清晰解题思路：
1. 针对第(1)问，先明确功能要求：不倒翁右摆时动触点C接触B，右侧灯泡发光；左摆时C接触A，左侧灯泡发光。要实现该效果，需要将两个灯泡设计为独立支路，利用C和A、B的接触切换两个支路的通断：让两个灯泡的一端共同接电源的一极，左灯另一端接A，右灯另一端接B，再将和动触点C连通的转轴O接电源的另一极，就能满足交替发光的要求。
2. 针对第(2)问的两个小问题，第一空回忆稳度的影响规律：物体重心越低，稳度越高，不倒翁越不容易倾倒，因此较重的电池要放在更低的位置。第二空，摆幅较小时动触点C的摆动行程短，无法接触A、B触点，电路不能导通，把两个触点的间距调小，小幅度摆动时C就可以顺利碰到触点，让灯泡发光。
【解析】
(1) 根据功能要求完成电路连接：将电源的一个接线端与转轴O相连，左侧小灯泡的一个接线端连接触点A，右侧小灯泡的一个接线端连接触点B，再将两个小灯泡剩余的接线端用导线连通后接到电源的另一个接线端，即可实现动触点C接A时左灯亮、接B时右灯亮的设计要求。
(2) ① 物体的重心越低，稳度越好，不倒翁被扳倒后越容易自动复位立起，因此较重的干电池需要放在不倒翁内部偏下的位置，降低整体重心。
② 若摆动幅度较小时动触点C的移动距离不足，无法接触到A、B触点，电路处于断开状态灯泡不发光，将触点A和B之间的距离调近些，小幅度摆动时C就可以顺利接触对应触点，导通电路让灯泡发光。
【答案】
(1)
(2) ①偏下 ②近些
【知识点】
实物电路连接；重心与稳度；通路的条件
【点评】
本题结合趣味玩具不倒翁的设计场景，将电路设计和力学稳度知识点融合，既考察了学生对单刀双掷开关工作逻辑、并联电路特点的掌握，也考察了物理知识在实际小设计中的应用，题目贴近生活，能引导学生主动用物理规律解决实际问题。
【难度系数】
0.6