变换开关连接 巧妙设计电路

王伦宇

电路设计类考题一直是中考热点，而完成电路设计绝大多数情况是通过变换开关连接方式实现的，现分类例析如下，希望对同学们有所启发。

一、利用单刀单掷开关设计电路

1. 只有一个单刀单掷开关时，如果要控制某个或某几个电路元件，开关应与其串联，当开关与某个或某几个电路元件并联时，能够实现开关闭合时用电器不工作的独特控制功能。

例1 小明设计了一种停车位是否被占用的模拟提醒装置：用指示灯L发光的亮和暗分别表示车位被占用和未被占用，车位被占用时控制开关S闭合。图1中能实现此功能的是（ ）。

解析：由题意可知，车位被占用时控制开关S闭合，指示灯发亮光;车位未被占用时控制开关S断开，指示灯发暗光。分析各选项可知选项A符合要求。

答案：A

2. 有两个单刀单掷开关时，若用电器并联，两只开关分别控制两条支路或一只开关控制干路，一只开关控制支路。若用电器串联，它们的连接方式有三种：（1）两只开关串联或并联后接入电路;（2）一只开关与某一用电器并联，另一只开关串联接入电路;（3）每一只开关分别与不同用电器并联。

例2 设计一个病床呼叫电路。要求：开关S1控制指示灯L1和电铃;开关S2控制指示灯L2和电铃。请在图2中连线，形成符合要求的完整电路图。

解析：由题意可知，S1控制指示灯L1，S2控制指示灯L2，说明两灯互不影响，即两灯并联，而两个开关都能控制电铃，所以电铃应串联在干路上。

答案：如图3所示

3. 有三个或三个以上单刀单掷开关时，三只以上开关共同控制某个或几个用电器，它们连接方式常见有以下4种方式：（1）各个开关相互串联或并联;（2）各个开关分别与不同用电器并联;（3）多个开关先串联后并联再与干路开关串联;（4）多个开关先并联后与干路开关串联。

例3 汽车仪表盘上都有一指示灯，用它提醒司机车门是否关好。四扇车门相当于四个开关，四扇车门中只要有一扇车门没关好（相当于一个开关断开），该指示灯就会发光。图4电路图中，符合上述要求的是（ ）。

解析：开关没有闭合灯就亮，开关都闭合灯就熄灭，显然开关与燈是并联的，且四个开关中任意一个未闭合指示灯会发光，故四个开关要串联。

答案：D

二、利用单刀双掷开关设计电路

通常情况下，要使任意一个开关都能控制灯泡的亮灭，不能通过两个开关串联或并联实现，但可利用单刀双掷开关巧妙连接电路来实现;要使用电器由一种工作状态自动切换到另一种状态，也常利用单刀双掷开关设计电路来实现。

例4 汽车转向灯电路要求：左转弯时只能左转向灯亮，右转弯时只能右转向灯亮。不能出现操作转向开关时，左、右转向灯同时亮的情况。图5中设计最合理的是（ ）。

解析：汽车的每一侧各有两个转向灯，一共有4个灯泡。由题可知，左、右侧的两个灯泡都能独立工作且互不影响（同一侧的一个灯泡损坏时，另一灯泡仍然会发光），故每一侧的两个灯泡的连接方式是并联的，选项A、C错误;由于在操作过程中，不能出现左、右转向灯同时亮的情况，所以电路中只能有一个控制开关，选项B正确，选项D错误。

答案：B