初中物理電學(xué)部分的設(shè)計(jì)電路是重點(diǎn)又是難點(diǎn),如何設(shè)計(jì)電路應(yīng)從以下三個(gè)步驟去考慮:第一步分析用電器的連接情況,一般有四種情況:1、串聯(lián)2、并聯(lián)3、電路的一部分短路(用電器串聯(lián))4、混聯(lián)。第二步分析開關(guān)的位置。第三步接上電源把電路補(bǔ)全。
下面通過幾個(gè)練習(xí)說明之
例1、額定電壓是60V的燈泡若干個(gè),要把它們接在照明電路中,如何連接,至少接多少個(gè)?
分析:照明電路的電壓是220V,額定電壓是60V的燈泡直接接在220V的電路上,會(huì)損壞燈泡,把燈泡并聯(lián)也不能改變燈泡兩端的電壓,所以把燈泡串聯(lián)來分擔(dān)電壓,220V÷60V≈3.7(個(gè)),倘若用3個(gè)燈泡串聯(lián),電燈兩端的電壓還是超過60V,所以至少用4個(gè)燈泡串聯(lián)。
例2:小明和小紅是鄰居,為了交流方便他們?cè)O(shè)計(jì):小明在家按開關(guān)時(shí)小紅家的電鈴響小明家的電鈴不響,小紅在家按開關(guān)時(shí)小明家的電鈴響小紅家的電鈴不響,共用一個(gè)電源并且放在小明家,導(dǎo)線若干。請(qǐng)你幫助他們?cè)O(shè)計(jì)電路。
分析:小明和小紅的電鈴都能單獨(dú)工作,互相不影響,兩個(gè)電鈴是并聯(lián)。小明在家按開關(guān)時(shí)小紅家的電鈴響,說明小明的開關(guān)控制小紅的電鈴應(yīng)該串聯(lián),同理小紅的開關(guān)控制小明的電鈴也應(yīng)該串聯(lián),注意實(shí)際開關(guān)和電鈴的位置。最后接上電源把電路補(bǔ)全。設(shè)計(jì)的電路如圖
例3:器材:紅綠燈各一盞、開關(guān)兩個(gè)S1和S2、電源一個(gè)、導(dǎo)線若干。設(shè)計(jì)電路符合下列要求:
1)閉合S1紅、綠燈都亮
2)同時(shí)閉合S1和S2紅燈亮、綠燈熄滅
分析:閉合S1紅、綠燈都亮,紅、綠燈的連接方式有兩種,⑴開關(guān)S1、、紅、綠燈串聯(lián),⑵紅、綠燈并聯(lián),開關(guān)S1接在干路上。還有一個(gè)開關(guān),倘若、紅、綠燈串聯(lián),剩余的開關(guān)只能再串在電路中,同時(shí)閉合S1和S2紅、綠燈都亮與前提同時(shí)閉合S1和S2紅燈亮、綠燈熄滅矛盾,所以串聯(lián)排除;倘若紅、綠燈并聯(lián)剩余的開關(guān)只能放在其中的一條支路上,同時(shí)閉合S1和S2紅、綠燈都亮與前提矛盾,所以并聯(lián)排除。經(jīng)過分析只能是部分短路,在開關(guān)S1、、紅、綠燈串聯(lián)的基礎(chǔ)上,再閉合S2綠燈熄滅,S2把綠燈短路。設(shè)計(jì)電路如圖
例4:一個(gè)工廠東西跨度較大,有東西兩個(gè)門,值班室在工廠的中間位置。器材有電鈴、紅燈、綠燈、電源各一個(gè)、導(dǎo)線若干。請(qǐng)你為值班師傅設(shè)計(jì)一個(gè)電路,要求:東門來人按開關(guān)電鈴響,紅燈亮;西門來人按開關(guān)電鈴響,綠燈亮。
分析:紅燈和綠燈都能單獨(dú)工作,是并聯(lián);紅燈和綠燈單獨(dú)工作時(shí),電鈴都響,只有一個(gè)電鈴,故電鈴在干路。東門開關(guān)控制紅燈應(yīng)串聯(lián)在紅燈的支路上,西門開關(guān)控制綠燈應(yīng)串聯(lián)綠燈的支路上。設(shè)計(jì)電路如圖:
練一練:請(qǐng)你設(shè)計(jì)符合要求的電路。
1、雙桶洗衣機(jī)用電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)甩干桶來給衣服脫水,它由兩個(gè)開關(guān)控制,一個(gè)是定時(shí)旋鈕,擰動(dòng)時(shí)開關(guān)閉合,恢復(fù)時(shí)開關(guān)斷開;另一個(gè)是桶蓋觸動(dòng)開關(guān),把桶蓋打開時(shí),為了保證人的安全,開關(guān)也能斷開而自動(dòng)斷電,也就是這兩個(gè)開關(guān)必須同時(shí)閉合,電動(dòng)機(jī)才能工作。
2、光波爐是一種可單獨(dú)也可同時(shí)使用光波和微波的能量來加熱的一種新型廚具。正常使用的光波爐至少設(shè)置三個(gè)開關(guān),一個(gè)控制光波的S1,一個(gè)控制微波的S2,還有一個(gè)開關(guān)S,它的作用是打開爐門時(shí)必須切斷光波爐的電源,防止微(光)泄露,關(guān)上門才可以讓光波爐工作。微波電路用微波電路來代替,光波電路用來光波電路代替。
3、某市公園景觀優(yōu)美,為了保護(hù)花草,防止人畜闖入,請(qǐng)利用節(jié)能的小燈泡、電鈴、電池組、開關(guān)各一個(gè),以及足夠長(zhǎng)的細(xì)導(dǎo)線,設(shè)計(jì)一個(gè)值班人員看護(hù)花園的報(bào)警器。要求正常情況下,值班室內(nèi)的燈亮鈴不響,有人畜闖入花園時(shí),碰到柵欄會(huì)拉斷細(xì)導(dǎo)線,燈亮同時(shí)鈴響。
4、在智力競(jìng)賽中,有一項(xiàng)是分三組進(jìn)行搶答。要求:任一組搶答時(shí)閉合開關(guān),本組的燈亮,主持人臺(tái)上的電鈴響,電池組放在主持人臺(tái)上,器材有電源、三個(gè)電燈、三個(gè)開關(guān)、一個(gè)電鈴、若干導(dǎo)線。
答案:
1、
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