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4. 跨学科融合「2026安徽黄山期中，★★☆」如图甲所示，电路中使用的是电压可调的学生电源。闭合开关，电压表$\mathrm{V}_1$和电流表分别可测出$\mathrm{L}_1$两端的电压、通过$\mathrm{L}_1$的电流；电压表$\mathrm{V}_2$和电流表分别可测出$\mathrm{L}_2$两端的电压、通过$\mathrm{L}_2$的电流。接下来，通过改变学生电源的电压得到了$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$的多组电压与电流数据，并利用数据在坐标系中描点作图，得到如图乙的$I-U$关系图像。当电压表$\mathrm{V}_1$的示数是$1.8\ \mathrm{V}$时，下列说法正确的是（
[图甲]
[图乙]
A.通过$\mathrm{L}_1$的电流是$0.4\ \mathrm{A}$
B.电源电压是$6\ \mathrm{V}$
C.$\mathrm{L}_2$两端电压是$1.2\ \mathrm{V}$
D.通过$\mathrm{L}_2$的电流是$0.35\ \mathrm{A}$
B
）[图甲]
[图乙]
A.通过$\mathrm{L}_1$的电流是$0.4\ \mathrm{A}$
B.电源电压是$6\ \mathrm{V}$
C.$\mathrm{L}_2$两端电压是$1.2\ \mathrm{V}$
D.通过$\mathrm{L}_2$的电流是$0.35\ \mathrm{A}$
答案
4.B 由图可知,灯泡L₁、L₂以串联方式接入电路,电压表V₁测L₁两端的电压,电压表V₂测L₂两端的电压。由图乙可知,当电压表V₁的示数是1.8 V时,通过L₁的电流为0.3 A,由于串联电路电流处处相等,此时通过L₂的电流也为0.3 A;由图乙可知,此时L₂两端的电压为4.2 V,由串联电路电压特点可知,电源电压U=U₁+U₂=1.8 V+4.2 V=6 V,故A、C、D错误,B正确。
解析
【分析】首先判断电路连接方式：由题意可知，$\mathrm{L}_1$与$\mathrm{L}_2$串联，电流表测电路电流，电压表$\mathrm{V}_1$测$\mathrm{L}_1$两端电压，$\mathrm{V}_2$测$\mathrm{L}_2$两端电压。解题思路为：当$\mathrm{V}_1$示数为$1.8\ \mathrm{V}$时，从$I-U$图像中找到$\mathrm{L}_1$对应的电流，利用串联电路电流相等得到$\mathrm{L}_2$的电流；再从图像中找到该电流下$\mathrm{L}_2$的电压，最后根据串联电路总电压等于各部分电压之和计算电源电压，逐一分析选项。
【解析】由题意可知，$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$串联，串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和。当$\mathrm{V}_1$示数（即$\mathrm{L}_1$两端电压）$U_1=1.8\ \mathrm{V}$时，从$I-U$图像可得通过$\mathrm{L}_1$的电流$I_1=0.3\ \mathrm{A}$，因此通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=I_1=0.3\ \mathrm{A}$，故A、D错误；此时从$I-U$图像可得$\mathrm{L}_2$两端电压$U_2=4.2\ \mathrm{V}$，故C错误；电源电压$U=U_1+U_2=1.8\ \mathrm{V}+4.2\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$，故B正确。
【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律、串联电路的电压规律、$I-U$图像的应用
【点评】本题结合跨学科电路知识，利用$I-U$图像考查串联电路基本规律，需准确从图像提取对应电压、电流值，结合串联特点分析选项，属于中等难度的电路题。
【难度系数】0.5
【解析】由题意可知，$\mathrm{L}_1$、$\mathrm{L}_2$串联，串联电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和。当$\mathrm{V}_1$示数（即$\mathrm{L}_1$两端电压）$U_1=1.8\ \mathrm{V}$时，从$I-U$图像可得通过$\mathrm{L}_1$的电流$I_1=0.3\ \mathrm{A}$，因此通过$\mathrm{L}_2$的电流$I_2=I_1=0.3\ \mathrm{A}$，故A、D错误；此时从$I-U$图像可得$\mathrm{L}_2$两端电压$U_2=4.2\ \mathrm{V}$，故C错误；电源电压$U=U_1+U_2=1.8\ \mathrm{V}+4.2\ \mathrm{V}=6\ \mathrm{V}$，故B正确。
【答案】B
【知识点】串联电路的电流规律、串联电路的电压规律、$I-U$图像的应用
【点评】本题结合跨学科电路知识，利用$I-U$图像考查串联电路基本规律，需准确从图像提取对应电压、电流值，结合串联特点分析选项，属于中等难度的电路题。
【难度系数】0.5
5. 跨学科实践 工程实践「2025 四川遂宁中考，★★☆」某科创小组想设计一个简易电路来模拟火车站安检门的功能。该电路能实现:只要开关$\mathrm{S}_1$断开,整个电路不工作;开关$\mathrm{S}_1$闭合,电路工作,指示灯$\mathrm{L}$亮起,检测到金属时$\mathrm{S}_2$才闭合,电铃响起。符合要求的电路图是（
B
）答案
5.B 选项A中,开关S₁闭合,电路仍处于断路状态,故A不符合题意;选项B中,指示灯L和电铃并联接入电路,开关S₁可以控制整个电路;开关S₁闭合,电路工作,指示灯L亮起,检测到金属时S₂闭合,电铃响起,故B符合题意;选项C中,开关S₁闭合,指示灯与电铃都工作,故C不符合题意;选项D中,指示灯L和电铃并联接入电路,S₁位于指示灯L所在支路,不能控制整个电路,故D不符合题意。
解析
【分析】
首先明确题目要求：开关$\mathrm{S}_1$断开时整个电路不工作，说明$\mathrm{S}_1$需控制整个电路（位于干路）；$\mathrm{S}_1$闭合后指示灯$\mathrm{L}$亮起，检测到金属时$\mathrm{S}_2$闭合电铃响起，说明$\mathrm{L}$与电铃为并联，$\mathrm{S}_2$仅控制电铃支路。接下来逐一分析各选项的电路结构是否符合要求。
【解析】
选项A：电路为串联电路，$\mathrm{S}_1$在干路，$\mathrm{S}_2$与电铃串联后和$\mathrm{L}$串联。当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开时，电路仍为断路，指示灯$\mathrm{L}$不亮，不符合“$\mathrm{S}_1$闭合后电路工作、指示灯亮起”的要求，排除A。
选项B：$\mathrm{L}$和电铃并联，$\mathrm{S}_1$在干路，控制整个电路；$\mathrm{S}_2$在电铃支路，仅控制电铃。当$\mathrm{S}_1$断开时，整个电路断路，不工作；$\mathrm{S}_1$闭合后，$\mathrm{L}$所在支路导通，指示灯亮起；$\mathrm{S}_2$闭合时，电铃所在支路导通，电铃响起，完全符合题目要求。
选项C：$\mathrm{S}_2$与电铃并联后再与$\mathrm{L}$串联，$\mathrm{S}_1$在干路。$\mathrm{S}_1$闭合后，无论$\mathrm{S}_2$是否闭合，电流都经过$\mathrm{L}$，指示灯始终亮起；但$\mathrm{S}_2$闭合时电铃被短路，无法响起，不符合要求，排除C。
选项D：$\mathrm{L}$和电铃并联，$\mathrm{S}_1$在$\mathrm{L}$支路，$\mathrm{S}_2$在电铃支路。当$\mathrm{S}_1$断开时，$\mathrm{L}$支路断路，但电铃支路若$\mathrm{S}_2$闭合仍会工作，无法实现“$\mathrm{S}_1$断开整个电路不工作”，排除D。
【答案】
B
【知识点】
电路连接方式；开关的作用
【点评】
本题为电路设计类题目，需根据功能要求明确各元件的位置（干路开关、支路开关、用电器连接方式），考查对简单电路的理解与应用，是中考常见题型。
【难度系数】
0.6
首先明确题目要求：开关$\mathrm{S}_1$断开时整个电路不工作，说明$\mathrm{S}_1$需控制整个电路（位于干路）；$\mathrm{S}_1$闭合后指示灯$\mathrm{L}$亮起，检测到金属时$\mathrm{S}_2$闭合电铃响起，说明$\mathrm{L}$与电铃为并联，$\mathrm{S}_2$仅控制电铃支路。接下来逐一分析各选项的电路结构是否符合要求。
【解析】
选项A：电路为串联电路，$\mathrm{S}_1$在干路，$\mathrm{S}_2$与电铃串联后和$\mathrm{L}$串联。当$\mathrm{S}_1$闭合、$\mathrm{S}_2$断开时，电路仍为断路，指示灯$\mathrm{L}$不亮，不符合“$\mathrm{S}_1$闭合后电路工作、指示灯亮起”的要求，排除A。
选项B：$\mathrm{L}$和电铃并联，$\mathrm{S}_1$在干路，控制整个电路；$\mathrm{S}_2$在电铃支路，仅控制电铃。当$\mathrm{S}_1$断开时，整个电路断路，不工作；$\mathrm{S}_1$闭合后，$\mathrm{L}$所在支路导通，指示灯亮起；$\mathrm{S}_2$闭合时，电铃所在支路导通，电铃响起，完全符合题目要求。
选项C：$\mathrm{S}_2$与电铃并联后再与$\mathrm{L}$串联，$\mathrm{S}_1$在干路。$\mathrm{S}_1$闭合后，无论$\mathrm{S}_2$是否闭合，电流都经过$\mathrm{L}$，指示灯始终亮起；但$\mathrm{S}_2$闭合时电铃被短路，无法响起，不符合要求，排除C。
选项D：$\mathrm{L}$和电铃并联，$\mathrm{S}_1$在$\mathrm{L}$支路，$\mathrm{S}_2$在电铃支路。当$\mathrm{S}_1$断开时，$\mathrm{L}$支路断路，但电铃支路若$\mathrm{S}_2$闭合仍会工作，无法实现“$\mathrm{S}_1$断开整个电路不工作”，排除D。
【答案】
B
【知识点】
电路连接方式；开关的作用
【点评】
本题为电路设计类题目，需根据功能要求明确各元件的位置（干路开关、支路开关、用电器连接方式），考查对简单电路的理解与应用，是中考常见题型。
【难度系数】
0.6
