19.3 跨学科实践：为家庭电路做设计 分层练习（含答案） 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册.docxVIP

第3节跨学科实践：为家庭电路做设计

项目提出

随着现代家庭电器的普及和用电需求的增加，合理设计家庭电路系统不仅能够提高用电效率，还能有效保障用电安全。然而，每个家庭的用电情况和需求各不相同，因此需要根据实际情况进行个性化设计。

任务之一家庭用电需求分析

列出家中所有用电设备，记录每个设备的功率，如下表所示。请计算出每个用电器每天消耗的电能。

用电器

额定电压

额定功率

数量

每个电器每天平均用电时间

每天消耗的电能/(kW?h)

日光灯

220

40

2只

3

节能灯

220

5

4只

3

电视机

220

150

1台

4

电饭锅

220

750

1个

40

电冰箱

220

150

1台

8

每天消耗总电能

每月（30天）消耗总电能

如图所示为家中使用的电能表，表中所列的用电器（选填“能”或“不能”）同时使用。

任务之二家庭电路设计

1．

家庭装修时，小明观察卧室里灯泡、开关和插座的电路设计图，于是依据家庭电路的知识，设计了如图所示的电路图，请完成电路连接，其中开关只控制电灯。

2．设计一个家庭电路，要求客厅开关S1控制L1和L2；卧室开关S

3．给你一个电池组、一只灯、一只开关、一只电铃和若干细导线，请你设计一个家庭门窗报警装置。要求：合上开关后，屋内灯亮而铃不响；当有人推开窗户，连接在窗户上的细导线被拉断时，电铃便会响起来，从而报警。请按设计的要求在方框中画出电路图并将图中元件连成电路。

任务之三家庭电路安全检查

1．（多选）小明设计了如图所示的家庭电路，下列说法正确的是（）

A．只闭合S1

B．使用洗衣机时应选择插座C

C．图中两灯与其对应控制开关的连接都正确

D．图中AB之间断开，插座C仍能正常使用

2．小明将一个电热水器接入电路时，家里的空气开关“跳闸”了。他猜想空气开关“跳闸”的原因可能是电热水器短路或电路________。如图甲、乙所示为小明手拿测电笔检测电路的示意图，其中正确的是；当故障排除，家里“送上”电后，小明将测电笔插入墙上三孔插座的B孔时（如图丙），测电笔氖管__（选填“发光”或“不发光”）。

3．小明家正在使用微波炉、电磁炉、电饭锅和电热水器等家用电器，当小明用遥控器打开空调时，________（选填“空气开关”或“漏电保护器”）立刻切断电路，原因可能是用电器________。如图所示，闭合开关，电灯不亮，用测电笔接触D、E两点时氖管均发光，接触F点时氖管不发光，该电路故障是____________。

4．如图所示的家庭电路，两虚线框中连入了电灯和开关，则方框中为开关；闭合开关后，若电灯发光，使用测电笔接触a、b、c、d四点时，氖管发光的点有__________；若发现电灯不亮，使用测电笔接触a、b、c三点时试电笔的氖管均发光，接触d点时测电笔的氖管不发光，则该电路的故障为____________。

任务之四实践应用

电动车因为具有轻便、快捷和环保等优点备受大家喜爱，然而电动车带来的安全问题也很严重。小明和学习小组同学展开了“安全的电动车”的项目化学习活动。下面是该小组同学交流的实践过程，请帮助完成下列内容：

【项目分解】

（1）了解电动车上的安全措施。

（2）设计安装车库充电插座。

【项目实施】

（1）了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容：额定电压36V、“电池容量10A?h”，电能转化为机械能的效率η=75%。若电池充满电后，储存的能量是______________J，若电动车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为40N，则蓄电池充满一次电，该电动车最多连续行驶的距离是____

（2）深入了解。电动车电池不能长时间充电，为了电动车的充电安全，小组设计了如图甲所示的定时自动充电器。用定时器控制充电时间，当定时器中有电流通过时，充电就会被断开。针对该充电器的设计方案，下面说法正确的是______。

A．定时器与充电器串联

B．充电时定时器在电路中相当于一根导线

C．停止充电时充电器在电路中处于被短路状态

D．如果在b处安装一个开关S，断开此开关则停止充电

【项目拓展】

近年电动车在楼道内充电造成火灾事故频发，很多小区已经禁止电动车进入楼内。小明想在自家的小车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小明想在如图乙所示的原有线路上安装一个双孔插座，应在a、b、c三处中哪两处之间安装，可以使灯和插座独立工作且开关只控制灯，画出电路图。

第3节跨学科实践：为家庭电路做设计

任务之一家庭用电需求分析

0.24；0.06；0.6；0.5；1.2；2.6；78；能

任务之二家庭电路设计

1．

2．

3．

任务之三家庭电路安全检查

1．BD

2．总功率过大；甲；发光

3．空气开关；总功率过大；EF间断路

4．乙；a、b；cd间断路

任务