电路识别与设计

中考物理阶段性测试（七）电路识别及设计

一、串并联电路的识别

１．下列电路图中，与实物电路对应的是（ ）

２．如图所示电路中，闭合开关Ｓ１、Ｓ２，电流表、灯泡Ｌ１和Ｌ２均能正常工作，则下列说法正确的是（ ）

Ａ．开关Ｓ１闭合、Ｓ２断开，电源外部的电流流向为ａ→ｂ→ｃ→ｄ

Ｂ．开关Ｓ１、Ｓ２都闭合，灯泡Ｌ１和Ｌ２并联

Ｃ．开关Ｓ１、Ｓ２都闭合，通过灯泡Ｌ１的电流一定大于通过灯泡Ｌ２的电流

Ｄ．闭合开关Ｓ１、Ｓ２中任意一个开关，都会有灯泡发光

３．如图所示电路，开关能够同时控制两盏灯，且两灯发光情况互不影响的电路是（ ）

４．华灯初上，路灯的连接方式是 联，回到家中，按下开关，电灯亮了，开关与电灯的连接方式是 联．

５．如图所示，某手机移动电源（俗称充电宝）有两个输出端，通过电源线可以单独或同时为手机充电，这两个输出端的连接方式是 联；用移动电源为手机充电时，手机相当于电路中的 ．

６．如图所示的电路中，若同时闭合开关Ｓ１ 和Ｓ３、断开Ｓ２，电阻Ｒ１与Ｒ２是 的；若只闭合开关Ｓ２，电阻Ｒ１与Ｒ２是 的．（均选填“串联”或“并联”）

二、电表测量对象判断

７．如图所示的电路中，闭合开关Ｓ１、Ｓ２，小灯泡Ｌ１和Ｌ２正常发光，电流表和电压表均有示数．下列关于该电路的说法正确的是（ ）

Ａ．电流表测量干路中的电流

Ｂ．电压表不能测量Ｌ１两端的电压

Ｃ．取下Ｌ１时，Ｌ２正常发光

Ｄ．只断开开关Ｓ２时，电压表有示数

８．如图所示的电路图中，电流表能够测出总电流的是（ ）

９．如图所示的电路，闭合开关Ｓ，定值电阻Ｒ１与Ｒ２的连接方式是 ；电流表测的是定值电阻 的电流．

三、家庭电路中的串、并联关系

１０．图甲是小明家的插线板，他发现开关控制着对指示灯和插孔的供电，同时他又发现即使指示灯坏了，只要开关是闭合的插孔仍然有电．他据此画出了开关、指示灯（带保护电阻）、插孔与火线、零线的连接电路原理图（如图乙）．以下说法正确的是（ ）

第３３卷第１期　２０１３年２月　桂林电子科技大学学报　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｌｖｅｒｓ！ｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｖｏ１．３３，ＮＯ．１　Ｆｅｂ．２０１３　一种无线充电识别电路的设计　黄创大，唐　宁，李荣毅　（桂林电子科技大学信息与通信学院，广西桂林５４１００４）　摘　要：基于原副线圈耦合程度对原边ＬＣ串联谐振电路电压产生影响，设计了一种低频的身份识别电路。在身份　识别阶段，按照一定的频率有节奏地改变副边电路补偿电容的大小，促使副边电路谐振频率发生改变，同时改变了　原副线圈的耦合系数，进而改变原边ＬＣ电路的Ｑ值和电感峰值电压。单片机通过检测原边ＬＣ电路是否产生相　应频率的高低电压来达到身份识别的目的。若副边电路通过身份识别，则原边电路正常工作；否则原边电路进入　低功耗的待机状态。　关键词：无线充电；身份识别；耦合系数　、　中图分类号：ＴＭ１３３　文献标志码：Ａ　文章编号：１６７３－８０８Ｘ（２０１３）０１—０００９—０５　Ｄｅｓｉｇｎ　ｏｆ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｎ　ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒ　Ｈｕａｎｇ　Ｃｈｕａｎｇｄａ，Ｔａｎｇ　Ｎｉｎｇ，Ｌｉ　Ｒｏｎｇｙｉ　（Ｓｃｈｏｏｌ　ｏｆ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ａｎｄ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ　Ｅｒｌｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｇｕｉｌｉｎ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｇｕｉｌｉｎ　５４１００４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ｃｏｉｌ　ａｎｄ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｃｏｉｌ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｄｅｇｒｅｅ　ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ　ｔｈｅ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｏｆ　ｏｒｉｇｉｎａｌ　ＬＣ　ｃｉｒｃｕｉｔ，ＳＯ　ａ　ｌｏｗ－　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｉｎ　ｔｈｅ　ｓｔａｔｅ　ｏｆ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ，ｔｈｅ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｃｈａｎｇｅｓ　ｉｔｓ　ｃｏｍｐｅｎｓａ—　ｔｉｏｎ　ｃａｐａｃｉｔｏｒ　ｒｈｙｔｈｍｉｃａｌｌｙ　ａｃｃｏｒｄｉｎｇ　ｔＯ　ａ　ｃｅｒｔａｉｎ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ，ｔｈｅ　ｒｅｓｏｎａｎｔ　ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　ｏｆ　Ｏ—　ｒｉｇｉｎａｌ　ａｎｄ　ｓｅｃｏｎｄａｒｙ　ｃｏｉｌ　ｗｅｒｅ　ｃｈａｎｇｅｄ．Ｓｏ　ｔｈａｔ　ｔｈｅ　ｖａｌｕｅ　Ｑ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ＬＣ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｉｎｄｕｃｔｏｒ　ｐｅａｋ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｗｉｌｌ　ｂｅ　ｃｈａｎｇｅｄ．Ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ＬＣ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｉｓ　ｔｅｓｔｅｄ　ｗｈｅｔｈｅｒ　ｉｔ　ｐｒｏｄｕｃｅｓ　ｔｈｅ　ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ　ｈｉｇｈ　ｏｒ　ｌｏｗ　ｖｏｌｔａｇｅ　ｔＯ　ａ—　ｃｈｉｅｖｅ　ｔｈｅ　ｐｕｒｐｏｓｅ　ｏｆ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ．Ｉｆ　ｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎ　ｉｓ　ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ，ｔｈｅ　ｐｒｉｍａｒｙ　ｃｉｒｃｕｉｔ　ｗｏｒｋｓ　ｐｒｏｐｅｒｌｙ　ｅｌｓｅ　ｗａｉｔｓ　ｉｎ　ａ　ｌｏｗ－ｐｏｗｅｒ　ｌｏｓｓ　ｓｔａｔｅ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｗｉｒｅｌｅｓｓ　ｐｏｗｅｒ　ｔｒａｎｓｆｅｒ；ｉｄｅｎｔｉｔｙ　ｒｅｃｏｇｎｉｔｉｏｎ；ｃｏｕｐｌｉｎｇ　ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ　．　随着用电设备对供电品质的不断提高，以及对特　殊场合、特殊地理环境的供电，使得接触式电能传输　方式不能满足实际需要。近年来，有关无线充电技术　的研究不断增多Ｌ１－６］。　无线充电系统会发射电磁波能量，当发射器上没　有放充电装置时也会发射能量，造成能源浪费和辐射　污染。当发射器上放金属异物，电磁波对其加热，轻　则烧毁装置，重则发生火灾。因此，无线充电系统需　要具备对受电端目标物的辨识功能，当正确的目标物　放置在发射器上才进行充电。　常用的身份识别方法有：１）磁力激活，在受电端　上装一个磁铁，当发射端感应到磁力后发送能量；２）　通过射频识别（ＲＦＩＤ）加强电路安全［　；３）感应线圈　上的资料传送，利用原副线圈内的电力传送，包含资　料码一起传送，这种方法最安全也最难完成，因为感　应线圈上有高能量的电力传输，另外还包含了系统的　噪声与负载电流变化的干扰，如何有效地传送资料码　是一大难题［钔。为此，在原边电压采样电路　的基础　上，设计了一种低频的身份识别电路。　１　ＱＩ的无线充电通信标准　无线充电联盟（ＷＰＣ）标准下，无线传输的功耗　仅为０－－－５　Ｗ。达到这一标准范围的系统在２个平面　线圈之间使用电感耦合将电力从电力发送器传输给　收稿日期：２０１２－０９－１７　通信作者ｔ唐宁（１９６４一），男，湖南邵阳人，副教授，研究方向为专用集成电路的设计与应用。Ｅ－ｍａｉｌ：ｎｉｎｇｔ￣ｇｕｅｔ．ｅｄｕ．ｃｎ　引文格式：黄创大。唐宁，李荣毅．一种无线充电识别电路的设计［Ｊ］．桂林电子科技大学学报，２０１３。３３（１）：９－１３．

L1

例1：试判断图1中三灯的连接方式。

例2：判断图2中三个电阻的连接方式。

例3：判断图3各电阻的连接方式。

例4：判断图6中各电阻的连接方式。

[解析]按去表法将电表去掉，电路转化为图7，显然R1、R2、R3是串联关系。

电路图的识别

1．两个小灯泡首尾相连，然后接到电路中，我们说这两个灯泡是_____联的，两个小灯泡的两端分别连在一起，然后接到电路中，我们说这两个灯泡是__ 联的，如图1所示，两个小灯泡是_____ 联的。

2．如图2所示，要使两灯并联在电路中，应闭合的开关是_____，使两灯串联在电路中，应闭合的开关是_____。

3.如图3所示，开关s闭合时，电路可能发生的情况是

A．灯L1发光 灯L2不发光 B．电池被烧坏

C. L1灯丝被烧坏 D．L2灯丝被烧坏

图3 图4

4.如图4所示，当S1，S2断开时，能亮的灯是______，它们是_______联的。当S1，S2闭合时，图 1 图 2 图8 能亮的灯是______，它们是______联的。当S1闭合、S2断开时，能亮的灯是______。

5．电路中有两只灯泡，当开关闭合时两盏灯同时亮，断开时两盏灯同时熄灭，说明这两盏灯的连接是

A．一定是串联 B．一定是并联

C．可能串联也可能并联 D．以上说法都不对

6．如图6所示的电路中，哪个电路是正确的

7.在如图7所示的电路中，当开关S闭合时，灯L1、L2均不亮。某同学用一根导线去查找电路的故障，他将导线先并接在灯L1两端时发现灯L2亮，灯 L1不亮，然后并接在L2两端时发现两灯均不亮，由此可以判断

A. 灯 L1断路 B. 灯L2断路 C. 灯L1短路 D. 灯L2短路

8.某同学参加兴趣小组活动时，连成了如图8示电路，那么，当S1、S2都闭合时，发光的灯泡是 ；当S1断开、S2闭合时，发光的是 。

电路、电路识别、电路作图

【学习目标】

1、掌握电路的构成及三种状态

2、认识并会判断串联和并联电路

3、电路图的做法

知识点一：电路的构成

完整的电路：电源、用电器、开关和导线四种元件，缺一不可。

电流的产生条件：一是要有电源（提供电压），二是电路闭合。

作用 能量分析 举例 注意事项

电源 提供电能的装置，维持电路中有持续的电流 将其他形式的能转化为电能

干电池：化学能→电能

发电机：机械能→电能

太阳能电池：光能→电能

干电池、蓄电池、发电机 不能直接将电源两端用导线直接连接

用电器 消耗电能的装置 电能转化为其他形式的能。电灯：电能→光能和内能；电动机：电能→机械能和内能；电炉：电能→内能

开关 用来控制电路的连通或断开，控制用电器工作 开关在接入电路前要断开

知识点二：电路的三种状态

名称 定义 特点

通路 正常______的电路 电路中有电流通过，用电器能够工作

断路 在某处______的电路 电路中无电流通过，用电器不能工作

短路 电源

短路 导线直接连接_______正负极的电路 电源短路时，电流很大，电源和导线发热可能会烧坏电源

用电器

短路 用导线直接连接_______两端的电路 用电器短路时，又叫局部短路，仅被短路的用电器中无电流通过，该用电器无法工作

知识点三：串联电路和并联电路

类型 串联电路 并联电路

定义 元件逐个顺次连接的电路 元件并列连接的电路

实物图

电路图

连接特点 电路中只有一条电流的路径 有两条或多条电流的路径

用电器工

作状态 各用电器的工作相互影响，当L1断路时，L2_______工作（一断全断） 各用电器的工作互不影响，L1断路或损坏时，L2______正常工作

开关的

作用 控制整个电路的通断，开关的位置改变，控制作用不变 干路上的开关控制整个电路的通断，支路上的开关只控制该支路的通断

电路的电流规律 电流处处相等I总＝I1＝I2

干路电流等于各支路电流之和