微专题六 电路设计和电路故障
一、电路设计方法 设计电路前，先对设计要求进行分析，明确各用电器的具体接法，要注意开关的作用．开关与它控制的用电器串联，一个开关如果能够控制所有的用电器，则这个开关一定和电源串联在一条电路上；开关如果与用电器并联，则该开关闭合后，与开关并联的用电器被短路，不能工作．
【例1】某医院病房要安装一种呼唤电铃，使各病床的病人均可单独呼叫．现有甲、乙两个开关，请在图中连接电路，使病床甲的病人一按床头的开关甲，护士值班室的电铃响，与病床甲相应的甲灯亮；病床乙的病人一按乙开关，护士值班室的电铃响，与病床乙相应的乙灯亮．
【解析】由题意知，甲、乙共用一个电源；甲、乙开关闭合，电铃都响，故电铃应在干路上；开关甲只控制甲灯，开关乙只控制乙灯，则甲、乙两灯并联，各由相应的开关控制．这样就可连接符合要求的电路．
【答案】如图(b)所示．
【归纳总结】明确灯泡和电铃的工作特点，知道电铃在干路，灯泡在支路，且各自有一个开关控制，便可据题意进行连接．
【对应练习】
1．(2015，泰州)某学校地下车库有南北两个进出口，每个进出口处装有感应开关，当有车辆从任何一个进出口经过时，开关自动闭合一段时间，值班室内的指示灯会亮，提醒门卫有车辆通过，以便监视进出口安全，下列电路图中，符合要求的是( B )
2．(2015，宜昌)新交通法规于2013年1月1日施行，驾驶员不系安全带记3分，罚100元．汽车上设置了“安全带指示灯”，提醒驾驶员系好安全带．当安全带系好时，相当于闭合开关，指示灯不亮；安全带未系好时，相当于断开开关，指示灯发光．图中符合上述要求的电路图是( B )
3．(2015，汕尾)某品牌的微型电脑吸尘器有两个开关，开关S1控制照明灯L和吸尘电动机M，开关S2只控制吸尘电动机M.如图所示的电路图中符合要求的是( D )
4．(2014，烟台)如图所示是一个简易“表决器”，“赞成”时，绿灯亮；“反对”时，红灯亮；“弃权”时，绿灯、红灯均不亮．甲、乙是两个与绿灯、红灯相对应的按钮开关，表决时，按下哪个按钮，对应的灯就亮；不按时，两灯均不亮，请画出符合要求的电路图．
解：
二、电路故障分析
电路故障的类型：断路、短路．电路故障分析：如图所示，闭合开关．
1．若灯L1断路，灯L1与L2都不亮，电流表无示数，电压表有示数(指示电源电压)． 2．若灯L1短路，灯L1不亮，灯L2亮，电流表有示数，电压表无示数． 3．若灯L2断路，灯L1、L2都不亮，电流表无示数，电压表无示数． 4．若灯L2短路，灯L1亮，灯L2不亮，电流表、电压表均有示数．
电流故障分析方法：(1)排除法；(2)推理法．
【例2】(2014，泰安)小强同学在探究串联电路电流规律的实验中，按如图所示连接好了电路，闭合开关S后，观察实验，两灯均不发光．为检测出电路故障，他做了以下操作：将电压表接到b、c两点，观察电压表、电流表均无示数；将电压表接到a、b两点，观察电压表有明显示数，而电流表示数几乎为零．则电路故障可能是( )
A．灯L2断路 B．灯L2短路 C．电流表烧坏了 D．灯L1断路
【解析】方法一：排除法．若灯L2短路，则灯L1亮，电流表有示数，不合题意；若灯L1断路，则连接在b、c两点间的电压表有示数，电流表无示数，不合题意；若电流表烧坏了，则连接在a、b两点间的电压表无示数，不合题意．
方法二：推理法．题中电压表接到a、b两点间有明显示数，说明电源、开关、电流表、电压表、灯L1之间一定是通路．因此，故障只能是灯L2断路．此方法较快捷得出正确答案． 【答案】A
【对应练习】
5．(2014，兰州)在如图所示的电路中，电源电压保持不变，灯泡L1或L2中有一个发生了短路故障，当开关S闭合时，下列现象中不可能出现的是( C )
A．电压表无示数，灯泡L1不发光 B．电压表有示数，灯泡L2不发光 C．电压表和电流表都没有示数 D．电压表和电流表都有示数
6．(2014，潍坊)在做电学实验时，有时会遇到电路元件接触不良现象，一般要利用电压表来检测故障发生的位置．小强同学连接了如图所示的电路，开关闭合后灯泡不亮，电流表的示数为零，此时用电压表测得a、d间电压不为零，a、c间电压为零，c、d间的电压不为零，这说明( B )
A．电源接线柱接触不良
B．开关的触片或接线柱接触不良 C．电流表连接柱接触不良
D．灯泡灯丝断了或灯座接触不良
7．(2013，达州)如图所示，电源电压保持不变，开关S闭合后，灯L1和L2都正常发光，