如何根據(jù)要求設(shè)計電路,一直是同學(xué)們感到棘手的問題。筆者通過多年的教學(xué)嘗試,總結(jié)出一套行之有效的方法?,F(xiàn)分如下兩種情況進行分析。
1 單個開關(guān)即可控制電路
分析方法與注意問題 逐一分析每個用電器的工作情況。分析用電器工作情況應(yīng)按照它們被開關(guān)控制的數(shù)量由多到少的順序依次進行。
例1 按下列要求為某倉庫設(shè)計一個電路。要求電鈴響的同時電燈亮,表示前門有人取貨;只有電鈴響,表示后門有人送貨。請畫出設(shè)計的電路圖。
分析與解 本題中,各個用電器的被控制情況如下:
①電鈴前門開關(guān)控制后門開關(guān)控制
② 電燈:前門開關(guān)控制
電鈴由前、后門開關(guān)分別控制互不影響,因而兩個開關(guān)并聯(lián)后與電鈴串聯(lián)在電路中,如圖1所示。
電燈僅由前門開關(guān)控制,再結(jié)合電鈴情況可知,其與前門開關(guān)串聯(lián)在支路中,這樣就設(shè)計出符合題目要求的電路,如圖2所示。
例2 某次物理知識競賽只有4個小組參加,現(xiàn)請你設(shè)計一個搶答題的電路。要求不論哪一組按開關(guān),電鈴都能發(fā)出聲音,而且指示燈會告訴主持人是第幾組按的開關(guān)。請畫出設(shè)計的電路圖。
分析與解 由題意可知,所設(shè)計的電路應(yīng)該由一個電源、一只電鈴、四個開關(guān)、四只指示燈、若干導(dǎo)線組成。并且各個用電器被控制的情況如下:
①電鈴開關(guān)S1控制開關(guān)S2控制開關(guān)S3控制開關(guān)S4控制
②指示燈1:開關(guān)S1控制;指示燈2:開關(guān)S2控制;指示燈3:開關(guān)S3控制;指示燈4:開關(guān)S4控制。
電鈴由開關(guān)S1 S2 S3 S4 分別控制互不影響,因而四個開關(guān)并聯(lián)后與電鈴串聯(lián)在電路中,如圖3所示。另外,四個電燈分別被四個開關(guān)控制,再結(jié)合電鈴情況可知,每個開關(guān)與相應(yīng)的電燈串聯(lián)在支路中。這樣就設(shè)計出符合題目要求的電路,如圖4所示。
2 兩個開關(guān)共同控制一個電路
分析方法與注意問題與第一種情況完全相同。關(guān)鍵是抓住總開關(guān)(能控制各用電器的開關(guān))。
例3 給你一個電池組、一只燈泡、一只電鈴、開關(guān)S、開關(guān)S1、開關(guān)S2、導(dǎo)線若干。試按下列要求設(shè)計電路:僅閉合開關(guān)S、S1時只有電鈴響;僅閉合開關(guān)S、S2時電鈴響,電燈亮;當(dāng)S斷開時,所有的用電器都不能工作。請畫出設(shè)計的電路圖。
分析與解 本題中,各個用電器的被控制情況如下:
①電鈴開關(guān)S、S1共同控制開關(guān)S、S2共同控制
②電燈由開關(guān)S、S2共同控制
在電鈴、電燈被控制的電路中都有開關(guān)S,因而它是總開關(guān)。電鈴還由另外兩個開關(guān)S1、S2控制,,它們之間互不影響,因而開關(guān)S1與開關(guān)S2并聯(lián)。這樣,開關(guān)S1與開關(guān)S2并聯(lián)后再與開關(guān)S、電鈴串聯(lián),如圖5所示。
電燈由開關(guān)S、S2共同控制,再結(jié)合電鈴情況可知,電燈與開關(guān)S2串聯(lián)在支路中。這樣就設(shè)計出符合題目要求的電路,如圖6所示。
例4 現(xiàn)有一盞紅燈、一盞綠燈、一只電鈴、一個電池組以及若干導(dǎo)線。按下列要求設(shè)計電路。①按下開關(guān)S2、S3時,電路中綠燈亮,同時電鈴響;②按下開關(guān)S1、S2時,電路中燈不亮,電鈴不響;③按下開關(guān)S1、S3時,電路中紅燈亮。請畫出設(shè)計的電路圖。
分析與解 本題中,各個用電器的被控制情況如下:
①電鈴由開關(guān)S2、S3共同控制
②綠燈由開關(guān)S2、S3共同控制
③紅燈由開關(guān)S1、S3共同控制
在電鈴、紅燈、綠燈被控制的電路中都有開關(guān)S3,因而它是總開關(guān)。電鈴、綠燈還由開關(guān)S2控制,因而綠燈與電鈴既可串聯(lián),也可并聯(lián)后與開關(guān)S2串聯(lián),如圖7、8所示。
紅燈由開關(guān)S1、S3共同控制,再結(jié)合電鈴、綠燈情況可知,紅燈與開關(guān)S1串聯(lián)后再與它們并聯(lián)。這樣就設(shè)計出符合題目要求的兩個電路,如圖9、10所示。