【同步讲义】人教版物理九年级全一册-课时15.3 串联和并联 讲义

课时15.3 串联和并联（帮课堂）（解析版）

【学习目标】

1.了解串、并联电路的概念，掌握串、并联电路的特点；

2.会画简单的串、并联电路图；

3.能按要求设计简单的串并联电路；

4.能说出生活、生产中采用简单串联或并联电路的实例，培养观察能力。

【知识导图】

【基础知识】

知识点一、串联和并联

1.实验探究—让两个灯泡发光的方法

2.支路和干路

（1）干路：并联电路中两个用电器共用的那部分电路叫干路。

（2）支路：并联电路中用电器单独使用的那部分电路叫支路。

【典例】如图是一种保险箱，小明为这种保险箱设计了智能解锁电路。正常解锁时，输入正确的密码使开关S1 闭合，小型电动机启动打开保险箱；也可通过使用正确的指纹使开关S2 闭合，电动机启动打开保险箱。若多次解锁失败，则系统的防盗模式启动，锁定开关S3 将会断开24小时，该时间段内，即便输入正确的密码或指纹都无法启动电动机。图中所示模拟电路中符合要求的是（　　）。

A． B．C． D．

【答案】A。

【解析】由题意可知，开关S1 闭合，小型电动机启动打开保险箱；使用正确的指纹使开关S2 闭合，电动机启动打开保险箱；这说明开关S1 、S2 是并联的，能独立工作；锁定开关S3 断开时，即便输入正确的密码或指纹都无法启动电动机，这说明S3 串联在干路中，故A符合题意，BCD不符合题意。

故选A。

知识点二、连接串联电路和并联电路

1.探究开关在电路中的作用

【实验器材】两节干电池、两个小灯泡、三个开关、导线若干。

（1）开关在串联电路中的作用

【问题探究】在串联电路中，如果改变开关位置，开关对电路的控制作用是否会改变？

【实验步骤】

①按图甲所示电路图连接串联电路，如图乙所示。

②闭合开关S，观察两个小灯泡的发光情况。

③断开开关S，改变开关在电路中的位置，把开关分别接在a、b、c三处，闭合开关，观察小灯泡的发光情况。

【实验现象】

【实验结论】

在串联电路中，开关可以控制所以用电器，开关位置的改变不影响它对用电器的控制作用。

（2）开关在并联电路中的作用

【问题探究】在并联电路中，不同位置的开关，对电路的控制作用是否相同？

【实验步骤】

①按图甲所示电路图连接并联电路，如图乙所示。

②闭合开关S、S1、S2，观察两个小灯泡的发光情况。

③闭合开关S、S2，断开S1，观察两个小灯泡的发光情况。

④闭合开关S、S1，断开S2，观察两个小灯泡的发光情况。

⑤闭合开关S1、S2，断开S，观察两个小灯泡的发光情况。

【实验现象】

【实验结论】

在并联电路中，干路开关可以控制所有用电器，支路开关只能控制其所在支路的用电器。

2.串联电路和并联电路的特点

特别提醒

虽然串联电路中的开关控制整个电路，但开关能控制整个电路的电路不一定就是串联电路，因为在并联电路中，干路上开关也能控制整个电路。

3.串并联电路的识别

4.较复杂的电路图与实物图的转化方法

（1）根据电路图连接实物图的方法

电流路径法：先确定电流方向，即电流从电源正极流出后依次经过哪些元件，再观察有无分支。若有分支，先将一条支路连接完成，再在对应的支路处并联上另一条支路。

标号法：从电源正极开始，先在电路图中各元件的符号两端标出序号，再在对应的实物图中各元件两端标上对应的序号，最后按照电路图连接实物电路。

（2）根据实物图画电路图的方法

替换法：所谓替换法就是先将实物图中的元件用规定的符号替换下来，再将符号整理整理成规范电路图的一种方法。

节点法：所谓节点法就是找出电路中电流的分流点和汇流点，以这些点为分界，将电路分成几段来画的方法。

具体步骤：①先找出节点（并联电路的分流点和汇流点）的位置，画出干路；②对照实物图找出一条支路并画出来；③对照实物图找出其他支路并依次画出来；④将干路与各支路连接起来组成完整的电路图。

【典例】某保密室有三道门，关上一道门相当于闭合一个开关。只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时，红灯会熄灭，只有绿灯会发光。请设计出符合要求的电路图画在虚线的方框内，并根据所设计的电路图在图中用笔画线将实物连接成符合要求的电路。（要求：连线不能交叉，线头接在接线柱上。） 

【解析】只要有一道门没有关上红色和绿色的指示灯都会发光。当三道门都关上时，红灯会熄灭，只有绿灯会发光，即两灯串联，开关闭合时将红灯短路，如图所示：

将电路图接成实物图，如图所示：

知识点三、生活中的电路

【典例】小强把台灯的插头插在插座上，插座上有一个开关和一个指示灯，台灯开关和灯泡分别用、表示，当只闭合时，台灯不发光，当只闭合时，指示灯发光，再闭合时，台灯发光。下列设计的电路符合要求的是（　　）。

A．B．C．D．

【答案】D。

【解析】A．图中指示灯、台灯、两开关串联，只有两开关同时闭合，指示灯、台灯才能亮，故A不符合题意；

B．图中指示灯、台灯并联，开关S1控制指示灯，开关S2控制台灯，开关S1闭合指示灯亮，开关S2闭合台灯亮，故B不符合题意；

C．图中S2与台灯串联后与开关S1并联，再与指示灯串联，开关S1闭合台灯被短路，故C不符合题意；

D．图中S2与台灯串联后与指示灯并联，再与开关S1串联，当只闭合时，台灯不发光，当只闭合时，指示灯发光，再闭合时，台灯发光，古D符合题意。

故选D。

【方法帮】

题型一：串并联电路识别

【角度1】实物电路的识别

定义法识别电路

简单实物电路可直接根据定义法判断：若各用电器首接首、尾接尾则为并联；若各用电器首尾依次相接则为串联。

较为复杂的实物电路可先画出电路图，整理、简化后再根据定义法判断。

【典例】如图所示，如图所示电路中，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（　　）。

A. B. C. D.

【答案】B。

【解析】（1）开关能够同时控制两盏灯，电路既可以串联又可以并联，但并联时开关必须在干路上；

（2）两灯发光情况互不影响，两灯应该是并联的。

综上可知，符合要求的电路应该是并联电路，并且开关在干路上；由图可知，A是串联；B是并联电路，并且开关在干路上，C是并联电路，但开关在支路上．D是串联。

故选B。

【角度2】生活中的串、并联电路

断路法识别电路

实际生活中的电路往往都比较复杂，一般用断路法来识别。如果将电路中任何一个电器断路，其他用电器都不受影响，则用电器之间是并联连接；如断路后其他用电器不能工作，则它们之间是串联连接。

【典例】如图为路口交通指示灯的示意图。指示灯可以通过不同颜色灯光的变化指挥车辆和行人的交通行为。据你对交通指示灯的了解可以推断（   ）。

A．红灯、黄灯、绿灯是串联的；

B．红灯、黄灯、绿灯是并联的；

C．红灯与黄灯并联后再与绿灯串联；

D．绿灯与黄灯并联后再与红灯串联

【答案】B。

【解析】红灯亮时，绿灯、黄灯都不亮，说明红灯、黄灯、绿灯都能独立工作，故红灯、绿灯、黄灯是并联，故B正确。

故选B。

题型二：根据电路图连接实物图

解题通法

电流路径法：

（1）直接连接法：对于较简单的电路，可从电源的一个极开始，顺着或逆着电流方向根据电路图连接实物元件，最后连到电源另一极；

（2）先串后并：对于较复杂的电路，可从电源正极出发按电流方向先连通一条支路，在分流点和汇流点再补连其他支路。

【典例】（1）根据图甲所示的电路图，用笔画线代替导线，连接实物电路 （要求导线不能交叉）；

（2）在根据图乙的电路图在右边的方框中画出电路图。

【解析】（1）采用“电流流向法”，电流从电源正极出发，依次串联开关S1、开关S2、灯泡L1串联起来，再将灯泡L2分别并联在开关S1的左侧和电源的负极即可，如下图所示：

（2）从电源正极出来的电流出现了电路分支，一条支路经开关S2后流向灯泡L2；另一条支路经灯泡L1；然后两支电流汇合成一支电流流经开关S1回到电源负极．故电路图如下：

题型三：电路故障的判断

【典例】如图所示电路中，电源电压为3V，灯泡L1、L2规格相同。闭合开关S，两灯均不亮。保持S闭合，用电压表测得a、b间电压为0V，c、d间电压为3V，下列判断正确的是（　　）。

A.b、c间导线断路   B.灯泡L1断路     C.灯泡L2断路    D.灯泡L1、L2均断路

【答案】C。

【解析】灯泡不亮，可能是灯泡短路或电路存在断路造成的；

用电压表测量电路ab间电压为0，则可能是灯L1发生短路，或ab之外电路存在断路；

用电压表测c、d间电压为3V，等于电源电压，说明c、d之外电路不存在断路，断路位置在c、d间，即L2断路；综合分析可知，电路故障可能是：L1短路且L2断路或只有L2断路。

故选C。

题型四：电路设计

设计电路的一般方法

1.根据用电器工作时彼此独立还是互相影响。确认电路的基本连接形式是串联还是并联；

2.根据开关对用电器的控制要求，确定开关的位置，在干路上还是在支路上；

3.画出草图，根据设计要求进行检验，不符合的地方进行修改；

4.整理并画出规范的设计电路图。

【典例】同学们在学习“串联和并联”时，分别用完好的小灯泡（两个）、干电池（两节）、开关（一个）、导线（若干）设计并连接了各自的电路，小芳连接的两种电路在开关闭合或断开时两灯均同时亮或同时灭：小明将开关闭合后两灯均亮，再从灯座上取下其中一盏灯，另一盏灯依然发光：小聪在连接好电路的最后一根导线时，两灯都发光，但当闭合开关时，其中一盏灯泡熄灭了。请你解决下列问题：

（1）在图甲的虚线框中将小芳连接的两种电路图补画完整______；

（2）小明的电路连接方式为______联；

（3）在图乙的虚线框内将小聪连接的电路图补画完整______。

【解析】（1）[1]根据开关闭合或断开时两灯均同时亮或同时灭，则两灯串联、并联均可，如下图所示：

（2）[2]根据从灯座上取下其中一盏灯，另一盏灯依然发光可知：两灯之间互不影响，故两灯应是并联。

（3）[3]小聪在连接好电路的最后一根导线时，两灯都发光，说明电路是通路，当闭合开关时，其中一盏灯泡熄灭了，而另一盏灯仍然是通路，说明开关闭合时这盏灯泡短路，如图：

【中考帮】

考点一：串并联电路的识别

【典例】（2022·江苏连云港）如图所示，灯泡、串联的电路是（　　）。

A. B. C. D.

【答案】B。

【解析】ACD．闭合开关后，两灯的两端分别连在一起，然后接到电路中，两灯并联，故ACD不符合题意；

B．闭合开关后，两灯依次相连，然后接到电路中，两灯串联，故B符合题意。故选B。

中考考题要求同学们能对电路图进行分析和推理，判断电路的串并联情况，这是物理核心素养的科学思维的体现。

考点二：简单串、并联电路设计

【典例】（2022·重庆A）如图所示为一种新型“水温感应龙头”。自带水流发电电源。当水流温度低于40℃。感应开关S1闭合，只有绿灯照亮水流；当水温达40℃及以上，感应开关S2闭合，只有红灯照亮水流，以警示用水人。下列电路设计能实现该功能的是（　　）。

A. B. C. D.

【答案】B。

【解析】感应开关S1闭合，只有绿灯照亮水流，说明开关S1与绿灯串联；感应开关S2闭合，只有红灯照亮水流，说明开关S2与红灯串联。且红灯和绿灯工作时互不影响，则红灯和绿灯并联。符合以上要求的电路连接方式只有B图，故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。

中考考题要求同学们能将实际问题中的对象和过程转换成相应的物理问题，并应用串并联电路的特点解决实际问题，这是物理核心素养的物理观念（相互作用观）的体现。

【作业帮】

一、基础练（知识巩固）

1.如图所示的电路中，开关S闭合后，两个灯泡都发光的是（   ）。

A． B． C． D．

【答案】B。

【解析】A.开关闭合后，发生电源短路，两盏灯都不能发光，故选项A不符合要求；

B.由图知，开关闭合后，两灯泡并联，两盏灯都能发光，故选项B符合要求；

C.由图知，开关闭合后，左边灯泡L1被短路，只有L2发光，故选项C不符合要求；

D.由图知，开关闭合后，左边灯泡L1被短路，只有L2发光，故选项D不符合要求；

故只有选项B说法正确；故应选B。

2.常用智能手机是通过指纹开关S1或密码开关S2来解锁的，若其中任一方式解锁失败后，锁定开关S3均会断开而暂停手机解锁功能，S3将在一段时间后自动闭合而恢复解锁功能．若用灯泡L发光模拟手机解锁成功，则符合要求的模拟电路是（   ）。

A．B．C．D．

【答案】C。

【解析】由题意知开关S1或开关S2均可接通电路，所以S1、S2并联，开关S3断开手机解锁功能暂停，说明S3位于电路干路。故C项符合题意。

3.临沂是“中国物流之都”，仓储管理尤为重要。某仓库管理员设计了一个电路，确保无论前后门来人按下开关，电铃都会响起，但代表前后门的灯会分别被点亮。下列四种设计，最佳的是（   ）。

A．B．C．D．

【答案】C。

【解析】无论前后门来人按下开关，电铃都会响起，但代表前后门的灯会分别被点亮，电铃最好放在干路上，两个灯并联，各用一个开关控制，比使用两个电铃更加简便，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

4.小强把台灯的插头插在插座上，插座上有一个开关和一个指示灯，台灯开关和灯泡分别用、表示，当只闭合时，台灯不发光，当只闭合时，指示灯发光，再闭合时，台灯发光。下列设计的电路符合要求的是（   ）。

A．B．C．D．

【答案】D。

【解析】A．图中指示灯、台灯、两开关串联，只有两开关同时闭合，指示灯、台灯才能亮，故A不符合题意；

B．图中指示灯、台灯并联，开关S1控制指示灯，开关S2控制台灯，开关S1闭合指示灯亮，开关S2闭合台灯亮，故B不符合题意；

C．图中S2与台灯串联后与开关S1并联，再与指示灯串联，开关S1闭合台灯被短路，故C不符合题意；

D．图中S2与台灯串联后与指示灯并联，再与开关S1串联，当只闭合时，台灯不发光，当只闭合时，指示灯发光，再闭合时，台灯发光，古D符合题意。

故选D。

5.如图所示的电路中，要使电阻L1和L2组成并联电路，则应将（   ）。

A．S2闭合，S1、S3断开  B．S3闭合，S1、S2断开

C．S1、S2闭合，S3断开  D．S1、S3闭合，S2断开

【答案】C。

【解析】当闭合开关S1、S3，断开开关S2时，两盏灯泡的两端分别连在一起，电流分别经过两盏灯泡后回到电源的负极，则它们这种连接方式是并联；故选C。

6.如图所示的四个电路图中，灯泡L1不能单独发光的是（  ）。

A．B．C．D．

【答案】D。

【解析】A．图中闭合S，S1，断开S2时，灯泡L1能单独发光，不符合题意；

B．图中闭合S，S1，断开S2时，灯泡L1能单独发光，不符合题意；

C．图中闭合S，S1时，灯L2短路，不能发光，灯泡L1能单独发光，不符合题意；

D．图中开关闭合时，两灯串联，同时发光，符合题意。

7.如图所示,闭合开关S,电灯L1与L2的连接方式是____联；断开开关S，会发生的现象是______；电路连接的不妥之处是_____________。

【答案】并；L1不发光；开关对L2不起作用。

【解析】分析电路可以看出，灯泡L2直接并联在电源两端，所以开关S对L2不起控制作用；灯泡L1与开关S串联后并联在电源两端，所以开关断开时L1不亮；两只灯泡并联。

二、综合练（能力提升）

8.如图所示的实物电路，关于它的电路图画法正确的是（   ）。

A． B．C． D．

【答案】C。

【解析】由实物图可知，两灯泡并联，电流表测量灯泡L2支路的电流；开关在干路上；

A、此图中两灯泡并联，电流表在干路上，故A不符合题意。

B、此图中两灯泡是并联的，电流表测量灯泡L1支路的电流，电流表正负接线柱连接正确，开关在干路上；故B不符合题意；

C、此图中两灯泡是并联的，电流表测量灯泡L2支路的电流，电流表正负接线柱连接正确，开关在干路上；故C符合题意；

D、此图中两灯泡是并联的，电流表测量灯泡L1支路的电流，但电流表正负接线柱连接错误，开关在干路上；故D不符合题意；故选：C。

9.在如图所示的电路中，正确的说法是（   ）。

A．闭合S1，断开S2，L1发光，L2不发光；

B．闭合S1，S2，L1，L2都发光；

C．S1，S2都断开，L1，L2都不发光；

D．闭合S2，断开S1，L1，L2都发光

【答案】D。

【解析】由电路图知道只要闭合S1，就会造成短路，故AB错误；S1，S2都断开，电路中只有L1，且发光，故C错误；闭合S2，断开S1，L1，L2并联，且都发光，故D正确。

10.如图是电冰箱的简化电路图．图中M是电冰箱压缩机内的电动机，L是电冰箱内的照明灯．下列判断正确的是（  ）。

A．S1闭合、S2断开时，照明灯与电动机并联；

B．S1、S2都闭合时，照明灯与电动机串联；

C．关上冰箱门时、S1自动断开，使得照明灯熄灭；

D．冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作

【答案】D。

【解析】A．开关S1闭合、S2断开时，照明灯不工作，只有电动机工作，故A错；

B．开关S1、S2都闭合时，照明灯L与电动机M并联，故B错；

C．关上冰箱门时，S2自动断开，照明灯熄灭，故C错；

D．冰箱内温度降低到设定温度时，S1自动断开，电动机停止工作，这是压缩机工作的一般原理；故D正确。

11.某自动售货机，它可通过手机扫码（闭合S1）或通过投币（闭合S2），启动电动机完成自动售货；在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明。符合上述情况的电路设计是图中的（   ）。

A．B．C．D．

【答案】C。

【解析】由题意可知，通过手机扫码使开关S1闭合或通过投币使开关S2闭合都能启动电动机完成自动售货，

由并联电路中各支路独立工作、互不影响可知，开关S1和开关S2应并联共同控制电动机；

由题知，在光线较暗时光控开关S3自动闭合，接通灯泡照明，则灯泡与电动机并联能独立工作，且只由光控开关S3控制，

综上结合选项可知，只有C图符合题意。

故选：C。

三、培优练（挑战自我）

12.青岛某住宅楼，夜间，每当地铁从高架桥上驶过，伴随着地铁行驶噪声，大楼除个别破损的灯泡外，左侧的楼道灯和右侧的走廊灯“自动”亮起，如图所示。白天地铁驶过，不会出现这种情况。已知S1为声控开关（有声闭合、无声断开），S2为光控开关（夜间闭合、白天断开），该大楼每层连接楼道灯L1、走廊灯L2的电路为图中的（   ）。

A．B．C．D．

【答案】C。

【解析】由题，灯只能在夜间有声才能亮，所以两个开光应该串联，因为坏的灯泡不影响其他灯泡，所以灯泡并联，故ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

13.关于如图所示的电路，下列说法正确的是（   ）。

A．当开关S1和S3断开，S2闭合时，灯L1与L2是串联的；

B．当开关S1和S3闭合，S2断开时，灯L1与L2是并联的；

C．当开关S2和S3闭合，断开S1时，灯L1不亮；

D．当开关S1和S2同时闭合时，电路会发生短路

【答案】ABD。

【解析】A．当开关S1和S3断开，S2闭合时，灯L1与L2串联，故A正确；

B．当开关S1和S3闭合，S2断开时，灯L1与L2并联，故B正确；

C．当开关S2和S3闭合，断开S1时，灯L2短路不亮，灯L1亮，故C错误；

D．当开关S1和S2同时闭合时，相当于电源两端直接用导线连接，电路会发生短路，故D正确。

故选ABD。

14.在如图所示的电路中，有两根导线尚未连接，请用笔画线代替导线补上，补上后要求：①L1与L2并联，电流表测通过L2的电流②开关S同时控制L1与L2。

【解析】L1与L2并联；开关S同时控制L1与L2，S在干路上；电流表测通过L2的电流，则电流表与L2串联，如下图所示：