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九年级物理 第十五章 第3节 串联和并联 同步练习
一、单选题
1．如图，在桌面上将开关、灯泡和电源等连接好制成一套简易有线电报机。小明、小红分别在不透光挡板（图中未画出）两侧，通过控制灯泡闪光次数来向对方发送不同信息，图中虚线表示可固定挡板的位置。则（ ）
A．挡板沿AA＇固定，灯泡显示操控开关的人所发信息
B．挡板沿AA＇固定，灯泡显示操控开关的人所发信息
C．挡板沿BB＇固定，灯泡显示操控开关的人所发信息
D．挡板沿BB＇固定，灯泡显示操控开关的人所发信息
2．张明同学发现，未戴头盔骑行“共享助力车”存在安全隐患。于是他设计以下改进方案：在头盔内加装遥控设备，控制下列助力车工作电路中开关S2的通断。骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作；若只戴头盔不扫码则无法骑行。下列电路符合以上设计要求的是（ ）
A． B．
C． D．
3．新国标电动车上装有转向灯和蜂鸣器，开关拨至“左”，左转向灯亮、蜂鸣器响；开关拨至“右”，右转向灯亮、蜂鸣器响，左、右转向灯不能同时亮，下列电路图设计合理的是（ ）
A． B．
C． D．
4．智能锁正在逐步走进千家万户。如图所示为某款智能锁，它支持密码与指纹两种认证方式开门，密码正确相当于开关S1闭合，指纹正确相当于开关S2闭合，开门由电动机完成。下列符合该智能锁电路设计的是（ ）
A． B．
C． D．
5．“浴霸”里的电加热器和换气扇能独立工作互不干扰，符合上述要求的电路是（ ）
A． B．
C． D．
6．同学们在进行研学活动时，观察到某交通路口指挥车辆通行的信号灯由红灯和绿灯组成，绿灯行，红灯停，以下是他们画出的红绿灯工作时的电路简图，你认为其中正确的是（ ）
A． B．
C． D．
7．如图所示的实验电路，还有部分导线未连接，字母a、b、c、d、e、f、g、h表示各元件的接线柱。下列操作能让灯、都亮起来的是（ ）
A．用导线连接d、f，再闭合开关S
B．用导线连接b、f，再闭合开关S
C．用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S
D．用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S
8．老师给小龙一个密封盒，其表面可见两个开关S1、S2和两盏灯L1、L2。为了探究开关和灯在密封盒内是如何连接的，小龙进行了如下操作：先闭合S1，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，两灯都熄灭。符合上述实验结果的连接方式为（ ）
A． B．
C． D．
二、填空题
9．目前新能源汽车在全球范围内受到了越来越多的关注，众多汽车制造商纷纷加入新能源汽车的研发和生产中。如图是某次北京车展中展出的电动汽车，给汽车蓄电池充电时，蓄电池相当于 （选填“用电器”或“电源”）；由于汽车各转向灯能独立工作，因此各转向灯之间是 联的。
10．用摩擦的方法使物体带电，叫做 。金属导电，靠的就是 。小明家餐桌上的三盏灯，闭合开关时同时亮，断开开关时同时灭，这三盏灯是 联的。
11．2023年3月5日第十四届全国人民代表大会第一次会议在北京人民大会堂开幕。如图为万人大礼堂顶部内景，顶棚有500盏满天星灯交相辉映。众多电灯工作时将电能转化为 能，它们是 （选填“串联”或“并联”）连接的。
12．如图是一种定时课间音乐播放装置的原理图，“播放器”是有电流通过时会播放音乐的装置：“定时开关”是到达设定时间，自动断开的开关。闭合开关S，当“定时开关”处于 （选填“断开”或“闭合”）状态时，播放器会播放音乐，此时播放器和指示灯是 联的（选填“串”或“并”）。若“播放器”不播放音乐，因为播放器 （选填“断路”或“被短路”）。
13．某电路中连有两只灯泡，一只开关，当开关闭合，两灯均发光。若拧下其中一只灯泡，另一只灯泡就熄灭，则两灯肯定是 联；若拧下一只灯泡，另一只灯泡仍发亮，则两灯肯定 联。
三、简答题
14．“红灯停，绿灯行”是人人都应遵守的交通规则，试判断交通信号灯中的红灯、绿灯之间是串联还是并联？
15．小明认为“两个电阻无论以何种方式连接，其总电阻一定大于其中一个电阻”。现有学生电源、电流表、电压表、开关各一个，两个阻值已知且不同的定值电阻和若干根导线，请你利用以上器材设计一个实验，证明小明的想法是错误的。画出实验电路，写出实验步骤及证明过程。
（1）实验电路；
（2）实验步骤及证明过程。
四、作图题
16．由父、母、小孩组成的三口之家，要用投票方式决定是否在暑假去北京旅游，如果小孩要去，且父母中至少有一位要去，则他们就去旅游。请用3个开关、l个电池组和1只小灯泡及若干导线设计一架投票表决机，灯泡亮了（某人的开关闭合表示他要去），他们就可以在暑假去旅游了。在虚线框内画出电路图，并连接实物图。
17．如图甲是新型风暖浴霸，简化电路如图乙，要求：只闭合，开启冷风模式，再闭合，进入风暖模式，仅闭合加热电阻R不工作，请将电路图补充完整。
五、实验题
18．小星是一位善于观察和思考的同学。天热吹风扇时，他观察到电风扇吹出的风有时大有时小，于是他想到一个问题—电风扇吹出的风的强度与哪些因素有关。他在老师和同学的帮助下，进行了初步探究。
【猜想与假设】
猜想一：电风扇吹出的风的强度与扇叶转速有关。
猜想二：电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近有关。
【设计实验】为证实上述猜想，小星同学设计了如图甲所示装置：纸板B固定在支架上，纸板A与轻杆固定后悬挂在纸板B上的转轴O处，纸板A和轻杆可绕转轴O自由摆动，电风扇放在左侧正对纸板A。图中s是纸板A自然下垂时（虚线）到电风扇的水平距离，θ是纸板A向右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角。
【进行实验与收集证据】
（1）实验时小星保持电风扇的 不变，移动电风扇，使s分别等于0.3m、0.5m、0.7m、0.9m，在纸板B上分别描下纸板A被电风扇吹动后稳定时轻杆的位置a、b、c、d，如图乙所示（轻杆和纸板A未画出），分别连接Oa、Ob、Oc、Od，比较四次实验中θ的大小，可知电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近 （选填“有关”或“无关”）。
（2）在探究电风扇吹出的风的强度与扇叶转速的关系时，若用于实验的电风扇转速不能调，则可以通过在电风扇的电路中增加一个滑动变阻器与电风扇的电动机 （选填“串联”或“并联”），来完成探究；在探究过程中，要保持 不变。
【交流与评估】
（4）实验中，θ越大表示电风扇吹出的风的强度越 （选填“大”或“小”）。
（5）本实验中用到的研究方法有转换法和 法。
（6）电风扇吹出的风的强度还可能与风扇叶片的 （答出一个即可）有关。
19．小刚和小强在组成串并联电路的实验中：
（1）在连接过程中，开关应该是 （选填“断开”或“闭合”）的；
（2）小刚连接了如图1所示电路，如果合上开关，两个灯泡都将 （选填“不会发光”或“会被烧坏”），出现 （选填“开路”或“短路”）现象；
（3）小刚想将电路全部拆散，重新连接。小强认为只需拆除c这一根导线，就能成为两灯 ；将导线b接D的一端改接到C或E接线柱，就能成为两灯 （选填“串联”或“并联”）的正确电路；
（4）图甲是探究并联电路中电流关系的电路图，连完电路闭合开关后电流表指针偏转如图乙所示，出现此现象的原因可能是 。排除故障后，电流表A1、A的指针偏转情况分别如图丙、丁所示，则A1的读数是 A，灯泡L1和L2中的电流分别是 A、 A。
六、计算题
20．氢燃料被认为是21世纪最理想的能源。为实现“碳达峰”的伟大目标，我国用氢燃料新能源公交车（如图所示）代替传统的燃油公交车。
（1）小聪观察到公交车转弯时，司机拨动方向盘左侧的横杆，公交车左侧或右侧的指示灯发光，说明横杆相当于简单电路中的 （选填“电源”、“用电器”或“开关”）。且当一侧前后两灯中一灯损坏，另一灯仍发光，说明转弯指示灯之间是 （选填“串联”或“并联”）的。
（2）氢燃料新能源公交车满载时的总质量为20t，某次满载在水平地面上匀速直线行驶了1.5km，此过程中公交车所受阻力为总重的。则该过程中公交车牵引力做的功是多少？( )（g取10N/kg）
（3）若公交车在（2）中行驶过程中消耗氢燃料0.5kg，则该公交车发动机的效率是多少？( )（q氢＝1.5×108J/kg）
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参考答案：
1．B
【详解】由图可知，若挡板沿AA＇固定，S1与灯泡L2与电源可组成串联电路，同时S2与灯泡L1与电源可组成串联电路，故通过控制开关，控制灯泡，达到发送信息得目的；若挡板沿BB＇固定，开关S1和开关S2，要同时操作，才能控制另一侧灯泡L1和灯泡L2，故无法通过控制开关，控制灯泡，达到发送信息得目的。
故选B。
2．C
【详解】根据题意可知，骑行前，扫码成功后开关S1闭合，指示灯L亮，但电机不工作；从车头取出头盔并戴上后，头盔内遥控设备遥控S2闭合，电动机才通电工作，这说明灯泡与电机工作时互不影响，是并联的；若只戴头盔不扫码则无法骑行，则开关S1在干路中控制整个电路，开关S2与电机在一条支路中，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
3．C
【详解】由题意可知，左右转向灯独立工作，互不影响，是并联的；左右转向灯任何一个亮，蜂鸣器都响，说明蜂鸣器在干路上，用一个单刀双掷开关控制，保证左、右转向灯不能同时亮，故C符合题意。ABD不符合题意。
故选C。
4．B
【详解】根据题意，密码开关和指纹开关并联，均能打开锁，因此电动机在干路中。故B符合题意，ACD不符合题意。
故选B。
5．A
【详解】由题意可知，“浴霸”里的电加热器和换气扇能独立工作互不干扰，故应该并联且各有一个开关进行控制。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
6．D
【详解】由生活经验可知，红绿信号每次只能亮其中一个灯，不能同时亮，即不能同时工作，每个可独立工作，所以两灯应并联，且各有一个开关控制，干路上没有开关。
故选D。
7．C
【详解】A．用导线连接d、f，再闭合开关S，灯泡L2和电流表接入电路中，灯泡L1没有接入电路中，只有灯泡L2亮，故A不符合题意；
B．用导线连接b、f，再闭合开关S，灯泡L2和电流表接入电路中，灯泡L1没有接入电路中，只有灯泡L2亮，故B不符合题意；
C．用一根导线连接e、g，用另一根导线连接d、f，再闭合开关S，两个灯泡并联，两个灯泡都亮，故C符合题意；
D．用一根导线连接e、f，用另一根导线连接d、g，再闭合开关S，两个灯泡被短路，两个灯泡都不亮，故D不符合题意。
故选C。
8．B
【详解】A．由图可知，先闭合S1时，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，灯L2发光，故A不符合题意；
B．由图可知，先闭合S1时，只有灯L1发光；又闭合S2，两灯都发光：再断开S1，两灯都不发光，故B符合题意；
C．由图可知，先闭合S1时，两灯不发光；故C不符合题意。
D．由图可知，先闭合S1时，两灯都发光；故D不符合题意。
故选B。
9． 用电器 并
【详解】[1]给汽车蓄电池充电时，蓄电池消耗电能，所以相当于用电器。
[2]汽车各转向灯能独立工作，互不影响，因此转向灯是并联的。
10． 摩擦起电 自由电子 并
【详解】[1]用摩擦的方式使物体带电，叫做摩擦起电，其实质是电子的转移。
[2]在金属中，部分电子可以脱离开原子核的束缚而在金属内部自由移动，这种电子叫自由电子，金属导电靠的就是自由电子。
[3]家庭电路中，各用电器并联连接，因此餐桌上方的三盏灯，闭合开关时同时亮，断开开关时同时熄灭，并且当其中一盏灯熄灭时，其它两盏灯仍可以正常发光，因此这三盏灯并联连接。
11． 光 并联
【详解】[1]电灯工作时消耗电能，将电能转化为光能。
[2]电灯工作时互不影响，独立动作，说明它们是并联关系。
12． 断开 串 被短路
【详解】[1][2][3]由图可知，到达设定时间，“定时开关”断开，电流从正极流出，经过开关S、指示灯、播放器回到电源负极，播放器和指示灯串联，播放器中有电流通过，则播放器播放音乐。闭合开关S，当“定时开关”处于闭合状态时，指示灯形成通路，则指示灯发光，播放器被短路，则播放器中没有电流通过，播放器不会播放音乐。
13． 串 并
【详解】[1][2]两个电灯串联时，两灯工作相互影响，当拧下其中一个电灯时，另一个灯也会熄灭；两灯并联时，两灯工作互不影响，拧下其中一个灯泡，另一个灯泡发光不受影响。
14．并联
【详解】根据交通信号灯工作时的常识知，红灯亮时，黄灯不亮，绿灯不亮，它们是相互不影响工作的，故是并联连接。
15．（1）见解析；（2）见解析
【详解】（1）两个电阻并联后相当于增大了导体的横截面积，由影响导体电阻的大小因素可知总电阻可能变小了，因此设计为：电阻R1与电阻R2并联，电流表测干路电流，电压表测并联电路两端的电压，如下图所示：
（2）实验步骤：
①按电路图连接电路；
②闭合开关S，读出电流表的示数I和电压表的示数U；
③由欧姆定律可得，利用公式
计算两个电阻并联时的总电阻R，并分别与原来两个电阻比较得出结论，实验表明
R
16．
【详解】由题意可知，只要小孩同意，父母两人有一人同意即可旅游。小孩用的开关控制整个电路在干路上，故父母亲的开关并联连接后在与小孩用的开关和灯泡一次接入，电路图和实物图如图所示：
17．
【详解】只闭合S1，开启冷风模式，再闭合S2，进入风暖模式，仅闭合S2加热电阻R不工作，说明电阻R和风机并联，S2控制加热电阻，S1控制干路，故电路如下
18． 转速 有关 串联 距离电风扇的远近
大 控制变量 大小
【详解】（1）[1]实验中小星移动电风扇的距离，则应保持电风扇的转速不变。
[2]由题意可知，距离电风扇越近，θ越大，电风扇吹出风的强度越强，故结论为：电风扇吹出的风的强度与距离电风扇的远近有关。
（2）[3]并联电路互不影响，故探究电风扇吹出的风的强度与扇叶的转速有关时，电路中增加的滑动变阻器与电风扇的电动机串联。
[4]根据控制变量法，转速改变，则实验探究时，距离电风扇的远近应不变。
（4）[5] 通过观察纸板A向右摆动稳定后轻杆与竖直方向的夹角θ来判断电风扇吹出风的强度，θ越大表示电风扇吹出风的强度越大，这用到了转换法。
（5）[6] 实验探究时，控制距离电风扇的远近不变，用到了控制变量法。
（6）[7]电风扇吹出的风的强度还可能与风扇扇叶的大小有关，也可能与风扇扇叶的形状有关等。
19． 断开 不会发光 短路 串联 并联 电流表正负接线柱接反了 0.3 0.3 0.9
【详解】（1）[1]为了保护电路，在连接过程中，开关应该是断开的。
（2）[2][3]小刚连接了如图1所示电路，根据电路图可知，电源两极直接被导线连接起来，形成了电源短路，两灯都将不会发光。
（3）[4]根据电路图1可知，拆除c这一根导线，电流从电源正极依次经过两个灯泡回到电源负极，因此就能成为两灯串联.
[5]由图1可知，将导线b接D的一端改接到C或E接线柱，电路就能成为两灯并联的正确电路；
（4）[6]电流表在使用时应使电流“正进负出”，图乙中电流表指针左偏，说明电流表正负接线柱接反了。
[7][8][9]由图甲可知，电流表A测的是干路电流，电流表A1测的是L1支路的电流。电流表A1、A的指针偏转情况分别如图丙、丁所示，丙图中一定选择的是小量程，测的是L1支路的电流，其分度值为0.02A，其示数
由于丁图指针偏转角度小于丙图指针偏转角度，且电流表A测的是干路电流，故丁图中一定选择的是大量程，其分度值为0.1A，其示数
根据并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，则灯泡L2中的电流
20． 开关 并联 3×107J 40%
【详解】解：（1）司机拨动这根横杆，转向灯才会工作，所以这根横杆起到了开关的作用，即司机所拨动的这根横杆相当于电路中的开关；拨动方向盘旁边的横杆，汽车同侧的前后两个转向灯会同时闪亮、同时熄灭，若一个转向灯坏了，另一个仍能发光，则这两灯是并联。
（2）公交车的质量
m＝20t＝2×104kg
公交车受到的重力
G＝mg＝2×104kg×10N/kg＝2×105N
公交车受到的阻力
车匀速行驶，牵引力
F牵＝F阻＝2×104N
牵引力做功
W＝F牵s＝2×104N×1.5×103m＝3×107J
（3）氢燃料放出的热量
Q放＝m氢q氢＝0.5kg×1.5×108J/kg＝7.5×107J
公交车发动机的效率是
答：（1）横杆相当于简单电路中的开关；转弯指示灯之间是并联；
（2）该过程中公交车牵引力做的功是3×107J；
（3）公交车发动机的效率是40%。
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