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5. 如图甲所示是一款热销的仿真猫咪玩具，猫咪的头部和尾部可以自由旋转，这种功能是由两个电动机带动的。如图乙所示是该仿真猫咪的简化电路图。目前该玩具某一处出现了故障：通电后玩具猫咪只有尾部能旋转，而头部不能旋转。某同学利用一只电压表来判断故障的位置，将电压表一端接在d点不动，另一端依次接在a点、b点和c点，在a和b点时，电压表都有示数，然后改接到c点，发现电压表仍然有示数，且$U_{ad}=U_{bd}=U_{cd}$，下列说法正确的是 （
A.可能是头部开关断路
B.可能是头部定时器断路
C.可能是头部电动机断路
D.可能是e点处断路
C
）A.可能是头部开关断路
B.可能是头部定时器断路
C.可能是头部电动机断路
D.可能是e点处断路
答案
5.C
解析
【分析】
首先明确电路结构：尾部电动机M₁与头部电动机M₂并联，尾部能旋转说明电源、尾部开关、M₁所在支路正常，故障仅出在头部支路（a-b-c-d段）。利用电压表检测断路故障时，电压表有示数说明该点与电源两极连通，无示数则说明与电源某极断开。本题中，电压表一端接d不动，依次接a、b、c均有示数，且Uₐd=Uᵦd=U_cd，据此逐一分析选项：接a有示数→a到电源正极、d到电源负极均连通；接b有示数→a到b连通（头部开关正常）；接c有示数→b到c连通（头部定时器正常）；尾部正常说明电源无故障，最终故障为c到d之间的头部电动机断路。
【解析】
解：由题意，尾部能旋转，说明电源、尾部开关、尾部电动机M₁支路正常，故障在头部支路：
1. 若头部开关断路（A选项）：电压表接b时，b与电源正极断开，电压表无示数，与题意不符，排除A；
2. 若头部定时器断路（B选项）：电压表接c时，c与电源正极断开，电压表无示数，与题意不符，排除B；
3. 若头部电动机断路（C选项）：电压表接a、b时，均能通过通路连接电源两极，有示数；接c时，c通过定时器、开关连电源正极，d连电源负极，电压表仍有示数，符合Uₐd=Uᵦd=U_cd，且头部电动机断路导致头部不转、尾部正常，符合题意；
4. 若e点处断路（D选项）：整个电路无电源，尾部也不能旋转，与题意不符，排除D。
综上，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
电路故障分析、并联电路、电压表的使用
【点评】
本题结合并联电路特点，考查利用电压表检测断路故障的方法，需掌握“电压表有示数说明与电源两极连通”的原理，是电路故障分析的典型题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
首先明确电路结构：尾部电动机M₁与头部电动机M₂并联，尾部能旋转说明电源、尾部开关、M₁所在支路正常，故障仅出在头部支路（a-b-c-d段）。利用电压表检测断路故障时，电压表有示数说明该点与电源两极连通，无示数则说明与电源某极断开。本题中，电压表一端接d不动，依次接a、b、c均有示数，且Uₐd=Uᵦd=U_cd，据此逐一分析选项：接a有示数→a到电源正极、d到电源负极均连通；接b有示数→a到b连通（头部开关正常）；接c有示数→b到c连通（头部定时器正常）；尾部正常说明电源无故障，最终故障为c到d之间的头部电动机断路。
【解析】
解：由题意，尾部能旋转，说明电源、尾部开关、尾部电动机M₁支路正常，故障在头部支路：
1. 若头部开关断路（A选项）：电压表接b时，b与电源正极断开，电压表无示数，与题意不符，排除A；
2. 若头部定时器断路（B选项）：电压表接c时，c与电源正极断开，电压表无示数，与题意不符，排除B；
3. 若头部电动机断路（C选项）：电压表接a、b时，均能通过通路连接电源两极，有示数；接c时，c通过定时器、开关连电源正极，d连电源负极，电压表仍有示数，符合Uₐd=Uᵦd=U_cd，且头部电动机断路导致头部不转、尾部正常，符合题意；
4. 若e点处断路（D选项）：整个电路无电源，尾部也不能旋转，与题意不符，排除D。
综上，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
电路故障分析、并联电路、电压表的使用
【点评】
本题结合并联电路特点，考查利用电压表检测断路故障的方法，需掌握“电压表有示数说明与电源两极连通”的原理，是电路故障分析的典型题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
6. 某科技小组为医院病房设计呼叫电路，在病人需要护理时，闭合床头开关$S_1$或$S_2$，护士值班室的护士就能及时看到对应的灯$L_1$或$L_2$亮，同时听到电铃响起。请用笔画线代替导线在图中连接符合设计要求的电路图。
答案
6. 如图所示
解析
【分析】要解决这个电路设计问题，需先明确题目要求：闭合$S_1$时$L_1$亮且电铃响，闭合$S_2$时$L_2$亮且电铃响。由此可知，电铃应接在干路，这样无论闭合哪个开关，电流都会经过电铃；$L_1$与$S_1$组成一条支路，$L_2$与$S_2$组成另一条支路，两条支路并联后，再与电铃、总开关$S$串联，即可满足需求。连接时，要保证电流路径：电源正极→电铃→分支（$L_1+S_1$ 或 $L_2+S_2$）→总开关$S$→电源负极，确保各元件正常工作。
【解析】按照分析的电路结构，连接导线：将电源正极与电铃的一端相连，电铃的另一端与左侧公共接线柱（$L_1$、$L_2$的左端接线柱）相连；$L_1$的右端与$S_1$的左端相连，$S_1$的右端与右侧公共接线柱（$S_2$、总开关$S$的右端接线柱）相连；$L_2$的右端与$S_2$的左端相连，$S_2$的右端与右侧公共接线柱相连；总开关$S$的左端与电源负极相连。这样连接后，闭合任一开关，对应灯泡发光且电铃响起，符合设计要求。
【答案】6. 如图所示
【知识点】并联电路、电路设计
【点评】本题结合病房呼叫的实际场景，考查串并联电路的设计能力，关键是理清干路和支路的元件作用，明确开关的控制对象，难度适中。
【难度系数】0.5
【解析】按照分析的电路结构，连接导线：将电源正极与电铃的一端相连，电铃的另一端与左侧公共接线柱（$L_1$、$L_2$的左端接线柱）相连；$L_1$的右端与$S_1$的左端相连，$S_1$的右端与右侧公共接线柱（$S_2$、总开关$S$的右端接线柱）相连；$L_2$的右端与$S_2$的左端相连，$S_2$的右端与右侧公共接线柱相连；总开关$S$的左端与电源负极相连。这样连接后，闭合任一开关，对应灯泡发光且电铃响起，符合设计要求。
【答案】6. 如图所示
【知识点】并联电路、电路设计
【点评】本题结合病房呼叫的实际场景，考查串并联电路的设计能力，关键是理清干路和支路的元件作用，明确开关的控制对象，难度适中。
【难度系数】0.5
7. 常州汪芷瑶同学的专利《双手驾驶提醒装置》，可在汽车驾驶员双手脱离方向盘时发出警报，方向盘包裹气囊并通过导气管连接压力开关$\mathrm{S}_{1}$，压力开关$\mathrm{S}_{2}$置于坐垫内，压力开关受到压力时闭合，不受压力时断开，驾驶员坐在座椅上，当手握方向盘正常驾驶时，灯亮、电铃不响；当双手脱离方向盘时，灯亮、电铃响。请用笔画线完成电路连接。
答案
7. 如图所示
解析
【分析】
要完成符合要求的电路连接，需先明确不同状态下各用电器的工作情况：
1. 正常驾驶时：手握方向盘使压力开关$\mathrm{S}_{1}$闭合，坐垫受压使压力开关$\mathrm{S}_{2}$闭合，此时要求灯亮、电铃不响，说明电铃在$\mathrm{S}_{1}$闭合时被短路，灯泡始终工作；
2. 双手脱离方向盘时：$\mathrm{S}_{1}$断开，$\mathrm{S}_{2}$仍闭合，此时要求灯亮、电铃响，说明$\mathrm{S}_{1}$断开后电铃接入电路工作。
因此，电路结构应为：灯泡$\mathrm{L}$与“电铃和$\mathrm{S}_{1}$并联”的部分并联，$\mathrm{S}_{2}$接在干路控制整个电路，以此满足不同状态的工作要求。
【解析】
根据上述分析，连接步骤如下：
1. 从电源正极出发，连接压力开关$\mathrm{S}_{2}$的一个接线柱，$\mathrm{S}_{2}$的另一个接线柱分两路：一路接灯泡$\mathrm{L}$的一个接线柱，另一路接压力开关$\mathrm{S}_{1}$的一个接线柱；
2. 灯泡$\mathrm{L}$的另一个接线柱连接电源负极；
3. $\mathrm{S}_{1}$的另一个接线柱连接电铃的一个接线柱，电铃的另一个接线柱连接电源负极。
最终连接结果如参考答案所示。
【答案】
如图所示
【知识点】
电路设计、并联电路、短路
【点评】
本题结合实际应用考查电路设计，核心是根据开关的控制作用，合理设计用电器的连接方式，利用短路实现开关对用电器的通断控制，需准确分析不同状态下的电流路径，是电路知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.4
要完成符合要求的电路连接，需先明确不同状态下各用电器的工作情况：
1. 正常驾驶时：手握方向盘使压力开关$\mathrm{S}_{1}$闭合，坐垫受压使压力开关$\mathrm{S}_{2}$闭合，此时要求灯亮、电铃不响，说明电铃在$\mathrm{S}_{1}$闭合时被短路，灯泡始终工作；
2. 双手脱离方向盘时：$\mathrm{S}_{1}$断开，$\mathrm{S}_{2}$仍闭合，此时要求灯亮、电铃响，说明$\mathrm{S}_{1}$断开后电铃接入电路工作。
因此，电路结构应为：灯泡$\mathrm{L}$与“电铃和$\mathrm{S}_{1}$并联”的部分并联，$\mathrm{S}_{2}$接在干路控制整个电路，以此满足不同状态的工作要求。
【解析】
根据上述分析，连接步骤如下：
1. 从电源正极出发，连接压力开关$\mathrm{S}_{2}$的一个接线柱，$\mathrm{S}_{2}$的另一个接线柱分两路：一路接灯泡$\mathrm{L}$的一个接线柱，另一路接压力开关$\mathrm{S}_{1}$的一个接线柱；
2. 灯泡$\mathrm{L}$的另一个接线柱连接电源负极；
3. $\mathrm{S}_{1}$的另一个接线柱连接电铃的一个接线柱，电铃的另一个接线柱连接电源负极。
最终连接结果如参考答案所示。
【答案】
如图所示
【知识点】
电路设计、并联电路、短路
【点评】
本题结合实际应用考查电路设计，核心是根据开关的控制作用，合理设计用电器的连接方式，利用短路实现开关对用电器的通断控制，需准确分析不同状态下的电流路径，是电路知识在生活中的典型应用。
【难度系数】
0.4
8. 小明为养鸡场设计报警器电路，养鸡场的前、后门分别装有开关$S_1$、$S_2$，动物闯入时开关会自动闭合。要求：只要动物闯入任意一个门，电铃都能响起警报。图中符合设计要求的是（
）
）答案
8.B
解析
【分析】本题要求前、后门的开关$S_1$、$S_2$任意一个闭合时，电铃都响起警报，即两个开关中任意一个闭合，电铃所在电路都能导通。需通过分析各选项的电路结构，判断开关闭合时电铃是否正常工作。
【解析】要满足设计要求，需让$S_1$、$S_2$并联，使得任意一个开关闭合时，电铃都能接入电路工作。逐一分析选项：
选项A：$S_2$与电铃并联，当$S_2$闭合时，电铃被短路，无法工作，不符合要求。
选项B：$S_1$与$S_2$（串联电铃）并联，任意一个开关闭合时，电铃都能接入电路形成通路，满足“任意一个门闯入时电铃响”的要求。
选项C：电路为串联结构，需$S_1$、$S_2$同时闭合，电铃才工作，不符合要求。
选项D：$S_1$在干路，若$S_1$断开，即使$S_2$闭合，电路也不通，电铃不工作，不符合要求。
【答案】B
【知识点】电路串并联、开关的作用
【点评】本题考查基础电路设计，核心是理解并联开关可独立控制电路，满足任意开关闭合时用电器工作的逻辑，需准确分析各电路的通路情况。
【难度系数】0.5
【解析】要满足设计要求，需让$S_1$、$S_2$并联，使得任意一个开关闭合时，电铃都能接入电路工作。逐一分析选项：
选项A：$S_2$与电铃并联，当$S_2$闭合时，电铃被短路，无法工作，不符合要求。
选项B：$S_1$与$S_2$（串联电铃）并联，任意一个开关闭合时，电铃都能接入电路形成通路，满足“任意一个门闯入时电铃响”的要求。
选项C：电路为串联结构，需$S_1$、$S_2$同时闭合，电铃才工作，不符合要求。
选项D：$S_1$在干路，若$S_1$断开，即使$S_2$闭合，电路也不通，电铃不工作，不符合要求。
【答案】B
【知识点】电路串并联、开关的作用
【点评】本题考查基础电路设计，核心是理解并联开关可独立控制电路，满足任意开关闭合时用电器工作的逻辑，需准确分析各电路的通路情况。
【难度系数】0.5
