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专题二 串、并联电路的设计与识别
【典型例题2】立定跳远是体育测试项目之一。某同学想设计一种装置，用来监测过线起跳现象。当有同学踏上测试垫时，若该同学站在规定区域，则开关S₁、S₂都闭合，小灯泡发光，电铃不响；若该同学的脚尖超过起跳线，则开关S₂闭合、S₁断开，小灯泡发光，同时电铃发出声音提示该同学脚尖过线。如图所示的电路中，符合设计要求的是（）
思路导引 选项A，开关S₁、S₂都闭合时，电铃被短路，电铃不响，小灯泡发光；开关S₂闭合、S₁断开时，小灯泡与电铃串联，电铃响，小灯泡发光，故A符合题意。选项B，开关S₁、S₂都闭合时，电铃和小灯泡串联，均能工作；开关S₂闭合、S₁断开时，电路仍为通路，电铃和小灯泡仍串联，均能工作，故B不符合题意。选项C，开关S₁、S₂都闭合时，电铃被短路，电铃不响，小灯泡发光；开关S₂闭合、S₁断开时，整个电路断路，电铃和小灯泡均不能工作，故C不符合题意。选项D，开关S₁、S₂都闭合时，小灯泡和电铃串联，均能工作；开关S₂闭合、S₁断开时，整个电路断路，电铃和小灯泡均不能工作，故D不符合题意。
答案 A
【典型例题2】立定跳远是体育测试项目之一。某同学想设计一种装置，用来监测过线起跳现象。当有同学踏上测试垫时，若该同学站在规定区域，则开关S₁、S₂都闭合，小灯泡发光，电铃不响；若该同学的脚尖超过起跳线，则开关S₂闭合、S₁断开，小灯泡发光，同时电铃发出声音提示该同学脚尖过线。如图所示的电路中，符合设计要求的是（）
思路导引 选项A，开关S₁、S₂都闭合时，电铃被短路，电铃不响，小灯泡发光；开关S₂闭合、S₁断开时，小灯泡与电铃串联，电铃响，小灯泡发光，故A符合题意。选项B，开关S₁、S₂都闭合时，电铃和小灯泡串联，均能工作；开关S₂闭合、S₁断开时，电路仍为通路，电铃和小灯泡仍串联，均能工作，故B不符合题意。选项C，开关S₁、S₂都闭合时，电铃被短路，电铃不响，小灯泡发光；开关S₂闭合、S₁断开时，整个电路断路，电铃和小灯泡均不能工作，故C不符合题意。选项D，开关S₁、S₂都闭合时，小灯泡和电铃串联，均能工作；开关S₂闭合、S₁断开时，整个电路断路，电铃和小灯泡均不能工作，故D不符合题意。
答案 A
答案
解：
逐一分析各选项电路：
1. 选项A：
当开关$S_1$、$S_2$都闭合时，电铃被$S_1$所在导线短路，电流仅通过小灯泡，小灯泡发光，电铃不响；
当开关$S_2$闭合、$S_1$断开时，小灯泡与电铃串联接入电路，电流依次经过小灯泡、电铃，小灯泡发光，同时电铃发声，符合设计要求。
2. 选项B：
当开关$S_1$、$S_2$都闭合时，电铃和小灯泡串联，电铃会通电发声，不符合“站在规定区域时电铃不响”的要求。
3. 选项C：
当开关$S_2$闭合、$S_1$断开时，整个电路处于断路状态，小灯泡和电铃都无法工作，不符合设计要求。
4. 选项D：
当开关$S_1$、$S_2$都闭合时，小灯泡和电铃串联，电铃会通电发声；当$S_2$闭合、$S_1$断开时，电路断路，所有用电器都无法工作，不符合设计要求。
综上，符合设计要求的是选项$\boldsymbol{A}$。
逐一分析各选项电路：
1. 选项A：
当开关$S_1$、$S_2$都闭合时，电铃被$S_1$所在导线短路，电流仅通过小灯泡，小灯泡发光，电铃不响；
当开关$S_2$闭合、$S_1$断开时，小灯泡与电铃串联接入电路，电流依次经过小灯泡、电铃，小灯泡发光，同时电铃发声，符合设计要求。
2. 选项B：
当开关$S_1$、$S_2$都闭合时，电铃和小灯泡串联，电铃会通电发声，不符合“站在规定区域时电铃不响”的要求。
3. 选项C：
当开关$S_2$闭合、$S_1$断开时，整个电路处于断路状态，小灯泡和电铃都无法工作，不符合设计要求。
4. 选项D：
当开关$S_1$、$S_2$都闭合时，小灯泡和电铃串联，电铃会通电发声；当$S_2$闭合、$S_1$断开时，电路断路，所有用电器都无法工作，不符合设计要求。
综上，符合设计要求的是选项$\boldsymbol{A}$。
2.(2025·广东中考)小明家的智能门锁,可通过指纹识别开关$S_1$或密码识别开关$S_2$来控制电动机开锁。请在图中完成其简化电路设计。
答案
2. 如图所示
【解析】由题意可知,指纹识别开关 S₁ 和密码识别开关 S₂ 均可独立控制电动机开锁,所以两个开关应并联后再与电动机串联。
【典型例题3】如图所示的电路中，闭合开关S后，发现$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$两灯泡都不亮。将一根导线的两端分别接到a、b点时，两灯泡都不亮；接到c、d点时，两灯泡都不亮；接到d、e点时，只有一个灯泡发光。电路故障可能是()
A.开关S接触不良
B.灯泡$\mathrm{L}_2$的灯丝断了
C.灯泡$\mathrm{L}_2$的灯丝短路
D.灯泡$\mathrm{L}_1$的灯丝断了
思路导引 由电路图可知，两灯泡串联，闭合开关，两灯泡均不亮，说明电路中某处断路，或两灯泡均短路，C错误。用一段导线的两端接触a、b两点或c、d两点时，两灯泡都不亮，说明此时电路仍是断路状态；当导线两端接触d、e两点时，只有一个灯泡发光，此时导线代替了灯泡$\mathrm{L}_1$（灯泡$\mathrm{L}_1$一定不发光），所以此时一定是灯泡$\mathrm{L}_2$发光（灯泡$\mathrm{L}_2$的灯丝完好），此时电路处于通路状态（开关没有问题），由此说明该电路的故障是灯泡$\mathrm{L}_1$断路，D正确，A、B错误。
答案 D
A.开关S接触不良
B.灯泡$\mathrm{L}_2$的灯丝断了
C.灯泡$\mathrm{L}_2$的灯丝短路
D.灯泡$\mathrm{L}_1$的灯丝断了
思路导引 由电路图可知，两灯泡串联，闭合开关，两灯泡均不亮，说明电路中某处断路，或两灯泡均短路，C错误。用一段导线的两端接触a、b两点或c、d两点时，两灯泡都不亮，说明此时电路仍是断路状态；当导线两端接触d、e两点时，只有一个灯泡发光，此时导线代替了灯泡$\mathrm{L}_1$（灯泡$\mathrm{L}_1$一定不发光），所以此时一定是灯泡$\mathrm{L}_2$发光（灯泡$\mathrm{L}_2$的灯丝完好），此时电路处于通路状态（开关没有问题），由此说明该电路的故障是灯泡$\mathrm{L}_1$断路，D正确，A、B错误。
答案 D
答案
D
解析
由电路图可知两灯泡串联，闭合开关后两灯均不亮，说明电路存在断路故障，若仅L2短路，L1会发光，不符合现象，排除C选项；导线接a、b点时两灯都不亮，说明开关S以外的电路仍处于断路状态，排除A选项；导线接c、d点时两灯都不亮，说明L2以外的电路仍处于断路状态，排除B选项；导线接d、e点时，L1被导线短路，此时只有L2发光，说明L2、开关、电源均完好，故障为灯泡L1的灯丝断路。
