第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计（举一反三讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本初中物理讲义聚焦家庭电路设计核心知识点，从家庭电路组成、安全规范等基础回顾出发，通过调查用电需求、规划分支回路、配电器材选型、方案展示优化四步实践流程，构建“需求→设计→安全”的闭环认知，为学生提供从理论到实践的学习支架。 该资料以跨学科实践为特色，融合物理观念与工程设计，通过用电器功率调查、回路电流估算等实例，培养学生量化分析的科学思维和实地调查的科学探究能力。课中辅助教师开展实践教学，课后通过巩固训练帮助学生查漏补缺，强化安全用电意识。

第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计 目 录 【学习目标】 2 【思维导图】 3 【知识梳理】 4 知识点一：实践基础——核心知识回顾 4 知识点二：实践流程——四步完成家庭电路设计 4 第一步：调查家庭用电需求——设计的“数据基础” 4 第二步：规划配电分支回路——设计的“核心逻辑” 5 第三步：配电器材选型——设计的“安全保障” 6 第四步：展示交流与方案优化——设计的“落地提升” 7 【方法技巧】 11 方法技巧1 需求调查与计算技巧 11 方法技巧2 回路规划技巧 12 方法技巧3 器材选型匹配技巧 12 方法技巧4 方案呈现与优化技巧 12 【巩固训练】 13 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：建立“需求→设计→安全”的闭环认知，深化家庭电路的实用化理解； 科学思维：通过数据计算与方案优化，培养量化分析与逻辑规划能力。 1. 能识别用电器铭牌上的功率参数，用表格梳理用电器信息； 2. 能说出大功率用电器独立回路、干湿区域分路等设计依据； 3. 能结合功率计算电流，匹配导线横截面积与断路器额定电流； 4.能复述“左零右火上接地”“开关接相线”等核心规范。 科学探究：通过实地调查与方案设计，提升“从实际问题到科学方案”的实践能力； 跨学科应用：融合数学计算、工程设计与安全规范，培养综合解决问题的能力。 1. 能独立完成家庭用电器普查，准确记录功率、数量等关键数据； 2. 能运用P=UI计算回路总电流，为器材选型提供依据； 3.能绘制分支回路图或户型电路示意图，标注回路功能与器材参数； 4.能与小组分工完成调查、设计、展示，清晰表达方案亮点与安全考量。 科学态度：形成“严谨数据、规范设计”的实践习惯，尊重工程设计的客观规律； 社会责任：理解家庭电路设计与生活安全的密切关联，建立“安全用电、科学用电”的社会责任感。 1.通过设计过程强化“安全优先”理念，识别家庭用电潜在隐患； 2.感受物理知识在生活中的实用价值，激发“用知识解决实际问题”的兴趣； 3.在小组合作中培养分工协作精神，在方案设计中树立“对用电安全负责”的态度。 （二）重点难点 1.重点 （1）准确提取铭牌功率信息，用表格量化梳理用电需求； （2）大功率用电器独立回路、照明与插座分路、干湿区域分路的设计逻辑； （3）利用P=UI计算回路总电流，推导导线与断路器的选型依据； （4）能用表格、示意图等清晰表达回路设计，标注安全规范。 2.难点 （1）结合用电器“同时工作概率”合理估算回路实际电流，避免设计过载； （2）平衡“安全独立”与“经济实用”，避免回路过多或过少； （3）准确对应“回路电流—导线横截面积—断路器额定电流”的关系； （4）在满足生活用电便利的同时，确保每一处设计符合安全标准。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：实践基础——核心知识回顾 设计家庭电路需以已有电路知识为支撑，核心关联知识点如下： 关联知识点 核心内容 设计中的作用 家庭电路组成 进户线（L/N/PE）→电能表→总开关→分支回路→用电器 确定设计框架，明确各部分连接顺序 安全接线规范 开关接相线、三孔插座左零右火上接地 确保方案符合安全标准，避免触电隐患 电流过大原因 总功率过大（P=UI）、短路 通过分路设计与电流计算，避免过载 保护装置功能 断路器（防过载/短路）、漏电保护器（防漏电） 为各回路匹配合适的保护装置 知识点二：实践流程——四步完成家庭电路设计 第一步：调查家庭用电需求——设计的“数据基础” 核心任务：通过普查用电器，量化用电需求，为后续设计提供数据支撑。 1. 调查方法与注意事项 看铭牌：从用电器机身或说明书中提取“额定功率”（单位：kW或W，统一换算为kW更方便计算）； 记场景：记录用电器安装位置（如厨房、卫生间、客厅）、使用频率（如冰箱24小时工作，电饭锅偶尔使用）； 保安全：观察配电箱时需家长陪同，禁止触摸接线端子，仅记录外部标识（如断路器额定电流）。 2. 调查结果梳理（表1 用电器调查细目表示例） 用电器名称 额定功率/kW 数量/台 安装位置 使用特点 电冰箱 0.15 1 厨房 24小时连续工作 电热水器 2.0 1 卫生间 每日使用1-2小时，大功率 空调（壁挂） 1.5 2 客厅、卧室 夏季高频使用，大功率 节能灯 0.01 8 各房间 间断使用，总功率小 电饭锅 0.8 1 厨房 每日使用1次，短时大功率 3. 关键计算：从总功率到总电流 家庭电路电压U=220V（恒定），根据P=UI，可推导回路最大电流I=P总/U，为器材选型提供依据。 计算技巧： （1）同一回路中，用电器“同时工作概率”影响实际电流，如厨房的电饭锅与电水壶很少同时使用，可按“最大单个功率”计算，无需叠加； （2）大功率用电器（>1kW）如空调、电热水器，需按“单独工作”计算电流。 第二步：规划配电分支回路——设计的“核心逻辑” 核心任务：根据用电需求与安全原则，将家庭电路划分为若干独立分支，实现“安全独立、维修便捷”。 1. 分支回路划分的3大原则 原则名称 具体要求 设计目的 大功率独立原则 功率>1kW的用电器（空调、电热水器、电烤箱等）单独设回路 避免大功率设备工作时，电流过大引发其他回路跳闸 功能分区原则 照明回路与插座回路分开；厨房、卫生间等潮湿区域插座单独设回路 插座故障不影响照明，潮湿区域便于加装漏电保护器 负载均衡原则 多个普通插座回路均分用电器，每个回路总功率不超过2kW 避免单回路负载过重，延长导线与断路器寿命 2. 回路设计示例 分支回路名称 包含用电器及数量 总功率/kW 估算最大电流/A 保护装置配置 照明总回路 节能灯8盏、客厅吊灯1盏 0.12 ≈0.55 10A断路器 空调1回路（客厅） 1.5kW空调1台 1.5 ≈6.8 16A断路器+漏电保护器 空调2回路（卧室） 1.5kW空调1台 1.5 ≈6.8 16A断路器+漏电保护器 厨房插座回路 电冰箱1台、电饭锅1台、微波炉1台 0.15+0.8+1.0=1.95 ≈8.9 16A断路器+漏电保护器 卫生间回路 电热水器1台、吹风机插座1个 2.0+0.1=2.1 ≈9.5 16A断路器+漏电保护器 普通插座回路（客厅、卧室） 电视机1台、充电器若干、落地灯1盏 0.2+0.1=0.3 ≈1.36 10A断路器+漏电保护器 3. 方案呈现：户型电路示意图 在户型图上标注各回路走向，用不同颜色线条区分照明、空调、插座回路，标注断路器位置与参数。 例如： → 客厅：空调1回路（红色线）、普通插座（蓝色线）、照明（黄色线）； → 卫生间：独立回路（绿色线），标注“漏电保护器”。 第三步：配电器材选型——设计的“安全保障” 核心任务：根据回路电流，匹配导线横截面积与断路器额定电流，确保器材“承载得住、保护得了”。 1. 导线选型：横截面积与安全电流的匹配 导线横截面积越大，允许通过的最大安全电流越大，家庭常用铜芯导线的匹配关系如下： 铜芯导线横截面积/mm² 允许最大安全电流/A 适用回路 1.5 ≤10 照明回路、普通插座回路（总电流<10A） 2.5 ≤16 空调回路（1.5kW以下）、厨房插座回路 4.0 ≤25 电热水器（2.0kW以上）、大功率空调（2.0kW）回路 易错提醒：导线并非越粗越好！过粗的导线成本高、不易布线，且会增加配电箱体积，需“按需匹配”而非盲目选粗。 2. 断路器选型：额定电流匹配回路最大电流 选型原则：断路器额定电流≥回路最大工作电流，且≤导线允许最大安全电流； 示例：厨房插座回路最大电流≈8.9A，导线选2.5mm²（允许16A），断路器选16A（既覆盖工作电流，又能在过载时跳闸保护）； 特殊要求：潮湿区域（卫生间、厨房）、插座回路必须加装漏电保护器，其额定漏电动作电流≤30mA，确保触电时0.1s内断电。 第四步：展示交流与方案优化——设计的“落地提升” 1. 方案展示核心内容 数据支撑：展示用电器调查表格与电流计算过程，说明设计的科学性； 设计亮点：阐述分支回路划分的理由（如空调独立回路避免跳闸）、安全规范的落实（如漏电保护器的配置）； 隐患分析：结合自家现有电路，指出潜在问题（如旧房子插座回路未装漏电保护器）及优化方案。 2. 提炼安全用电原则 功率匹配：不随意在普通插座上接入大功率用电器（如电热水器接1.5mm²导线的插座）； 操作规范：更换灯泡、检修电路前，务必断开对应回路的断路器； 环境防护：卫生间、厨房的用电器避免被水淋湿，插座加装防水盒； 定期检查：导线、插座、断路器达到使用寿命（通常10-15年）后及时更换； 故障处理：发现断路器跳闸，先排查过载或短路原因，再复位，不可强行合上。 1.安全底线不可破：调查配电箱、观察电路时必须有家长陪同，严禁触摸接线端子、断路器等带电部件；更换用电器插头、记录铭牌信息前，确保用电器已断电。 2.数据记录要精准：提取用电器额定功率时，注意单位统一（优先换算为 kW），避免因 “W”“kW” 混淆导致电流计算错误；安装位置、使用特点需如实记录，直接影响回路规划合理性。 3.潮湿区域多防护：卫生间、厨房的回路设计必须加装漏电保护器（≤30mA），插座需配套防水盒，导线接头做好防水处理，避免水溅引发漏电。 4.器材选型不盲目：导线并非越粗越好，需根据回路电流 “按需匹配”，过粗会增加成本和布线难度；断路器额定电流不能小于回路最大工作电流，也不能远超导线允许的安全电流（否则无法起到保护作用）。 5.方案设计忌极端：分支回路划分需平衡 “安全” 与 “实用”，既不能将所有用电器并入同一回路（易过载），也不能过度分路（浪费器材、增加布线复杂度）。 6.故障处理讲逻辑：若模拟设计中出现 “断路器跳闸”，先排查总功率是否过载或是否存在短路设计，不可盲目增大断路器额定电流（会失去保护功能）。 【典例1】（2025·湖北·一模）学习家庭电路相关知识后，对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是（　　） A．图中两只灯与其对应控制开关的连接都是正确的 B．使用洗衣机时应选择插座C而不是插座D C．若某时刻小灯泡L1的灯丝断了，保险丝会熔断 D．若图中AB间发生断路，则用试电笔检查插座C的各个插孔，试电笔的氖管都不发光 【典例2】（2025·辽宁葫芦岛·一模）物理活动小组在老师的指导下，查询电阻相关知识后，知道敏感电阻在现代化自动控制中起着重要作用，于是围绕敏感电阻的一些特点，开展了系列化的跨学科实践活动。下面是该小组一次项目化学习过程，完成下列填空。 【项目准备】 规格不同声敏电阻和光敏电阻、小灯泡（2.5V  0.3A）、开关若干，学生电源，导线若干。 【项目分解】 （1）设计分别利用声敏电阻和光敏电阻自动控制小灯泡的发光情况。 （2）设计楼道自动控制电路。 【项目实施】 （1）如图甲，闭合开关S，小灯泡不发光，逐渐增大发声的响度，直到小灯泡能发光。 （2）如图乙，闭合开关S，小灯泡不发光，用手逐渐遮住光敏电阻，直到小灯泡发光。光敏电阻和声敏电阻均由 （填“半导体”、  “绝缘体”或“超导体”）材料制成的，且光敏电阻随光照强度的增大而 ，声敏电阻也有类似特点，利用上述特点，设计如图丙所示声控、光控开关。要求光线较暗且有声响时灯亮，将电路连接完整 。 【项目拓展】 进一步上网查询，知道不同型号的光敏电阻在生活、生产中有不同应用。其中有一款光敏电阻，其阻值与光照强度的关系如下表所示（其中E表示光照强度，单位为cd）。 光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 80 50 30 24 20 18 根据表中数据，小组同学设计了烟雾报警器的简化原理图，如图丁所示。电路中电源电压不变，R0为定值电阻，R为表中光敏电阻。制造烟雾进入烟室来遮挡激光，当烟雾浓度大于等于某一数值，电路中电流小于或等于200mA，烟雾报警器报警。 （1）对该设计进行优化，当激光发射器发光强度调为3cd时，测试电压表示数为9V；当把发光强度降为5cd时，测试电压表示数为8V，则电源电压是 V。 （2）若长时间工作，导致电源电压降低1V，烟雾报警器在烟雾浓度较 时误报警。在不更换电源的情况下，使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警，可通过改变R0的阻值来实现，则更换后R0的阻值与原R0的阻值相比变化了 Ω。 【变式1】家庭的卫生间一般都要安装照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时 需要它们同时工作。在如图所示的电路中，你认为符合上述要求的是（        ） A． B． C． D． 【变式2】小天同学想在家里安装一盏照明灯，安装了如图所示的电路。当他闭合开关，发现电灯不亮，用试电笔分别测试插座的、两插孔时，试电笔的氖管都发光，则电路的（　　） A．火线断路 B．零线断路 C．灯泡断路 D．灯泡短路 【变式3】请按要求完成以下作图和填空： (1)小强乘坐高铁时发现高铁每节车厢都有两间厕所，只有当两间厕所的门都关上时（每扇门的插销都相当于一个开关），车厢中的指示灯才会发光， 指示牌提示旅客“厕所有人”。请你把图方框中各电路元件连接成符合上述设计要求的电路图。 (2)小明在使用插线板时发现： 插线板上的开关断开时， 指示灯不发光，插孔断电；开关闭合时指示灯发光，插孔通电； 如果指示灯损坏，开关闭合时插孔照样可以通电。如图中，虚线框内为插线板内部电路简化示意图， 请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整。（图中电路元件依次为： 开关， 发光二极管，电阻和三孔插座） (3)如图是一种调光台灯电位器（滑动变阻器）的内部结构示意图， a、b、c是它的三个接线柱。要求： 旋钮带动滑片顺时针转动时， 灯泡变亮。请完成该电路的连接。 【方法技巧】 方法技巧1 需求调查与计算技巧 用电器分类记录法：按 “大功率（>1kW）/普通功率”“连续工作 / 间断工作” 分类填写表格，方便后续独立回路规划（如大功率用电器单独列项）。 同时工作概率估算：计算回路总电流时，无需叠加所有用电器功率 —— 如厨房的电饭锅与电水壶很少同时使用，按 “最大单个功率” 计算；冰箱、路由器等 24 小时工作的用电器，必须计入回路总功率。 电流计算简化公式：牢记家庭电路电压 U=220V，直接用 “I≈P总 / 0.22”（单位：P 总为 kW，I 为 A）快速估算，如 2.0kW 电热水器的电流≈2.0/0.22≈9.1A，避免复杂换算。 方法技巧2 回路规划技巧 三原则快速划分： （1）大功率优先独立（空调、电热水器、电烤箱单独设回路）； （2）功能分区不混接（照明与插座分开，避免插座故障导致全屋熄灯）； （3）潮湿区域单独控（卫生间、厨房各自成回路，方便加装漏电保护器）。 回路负载均衡法：普通插座回路总功率控制在 2kW 以内，照明回路总功率不超过 1kW，确保每个回路电流不超过导线和断路器的承载上限。 方法技巧3 器材选型匹配技巧 （1）导线选型口诀： “照明 1.5（mm²），插座 2.5，大功率 4 平方”—— 照明回路选 1.5mm² 铜芯导线，普通插座、1.5kW 以下空调选 2.5mm²，2.0kW 以上电热水器、大功率空调选 4.0mm²。 （2）断路器匹配三步法： ① 算回路最大电流 I； ② 选导线（允许安全电流≥I）； ③ 选断路器（额定电流≥I，且≤导线允许安全电流），如厨房回路 I≈8.9A，选 2.5mm² 导线（允许 16A）+16A 断路器。 方法技巧4 方案呈现与优化技巧 （1）示意图清晰标注法：在户型图上用不同颜色线条区分回路（如红色 = 空调、蓝色 = 插座、黄色 = 照明），标注断路器位置、额定电流及漏电保护器安装区域，直观易懂。 （2）隐患自查清单：设计完成后对照检查： ① 大功率用电器是否独立回路？ ② 插座回路是否装漏电保护器？ ③ 导线与断路器是否匹配？ ④ 开关是否接在相线上？ ⑤ 三孔插座是否 “左零右火上接地”？ （3）小组协作分工法：调查环节一人记录、一人核对铭牌，设计环节一人算电流、一人画示意图、一人查规范，提高效率且能交叉纠错。 【巩固训练】 1．（2025·湖北·二模）如图是部分家庭电路的简单示意图，下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．保险丝断了用铜丝来代替 B．将开关和灯泡的位置互换 C．将电冰箱接在三孔插座上 D．用湿布擦拭灯泡上的灰尘 2．（2025·天津·模拟预测）如图所示是小明家的一个插线板，他在使用中发现：插线板上的开关闭合时插孔能提供工作电压。选项图中电路的连接符合上述要求及安全用电原则的是（　　） A． B． C． D． 3．如图为家庭电路的一部分，当闭合开关，灯泡正常发光、不亮，再断开，保持闭合，用测电笔插入插座两孔氖管均发光，则电路故障原因可能是（　　） A．插座短路 B．bd间开路 C．df间开路 D．短路 4．如图所示是某人连接的家庭电路，各元件及线路完好，下列说法不正确的是（    ） A．火线和零线间的电压为220V B．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作，并且安全 C．开关断开时，人接触b点会触电 D．开关断开时，人接触a点不会触电 5．下图为某家庭的部分电路，闭合开关、，电灯与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用试电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均不发光。此时电路故障可能是（   ） A．A、B间断路 B．C、D间短路 C．电热壶断路 D．插座短路 6．如图所示为某家庭厨房电路，电灯和电热器都在正常工作。在三孔插座上刚插上电饭锅（开关未闭合）的插头时，所有用电器都停止工作，拔出电饭锅的插头后，用测电笔测试三孔插座的左右两孔，氖管都发光，发现有一根熔丝熔断了。下列分析不合理的是（　　） A．一定是零线上的熔丝熔断了 B．只断开S1，再用测电笔检测三孔插座的左右两孔，氖管都发光 C．只断开S2，再用测电笔检测三孔插座的左右两孔，氖管都不发光 D．同时闭合S1、S2，再用测电笔检测开关S1的两个接线柱，氖管都发光 7．如图所示是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（　　） A．在甲处安装灯泡，乙处安装开关符合安全用电原则 B．当电冰箱接入三孔插座后，其金属外壳与中性线相连 C．若A处断开，使用该插座的电冰箱能工作但有安全隐患 D．若电冰箱外壳漏电，图中所示的保险丝会熔断 8．图甲是某品牌的插座面板，将其正确接入家庭电路后，如图乙所示。当闭合开关后，下列说法正确的是（    ） A．洗衣机可以接在该插座上使用 B．合上开关后用试电笔测试插座的右孔，氖管不发光 C．若指示灯断路，该插座还可以使用 D．为了保持清洁，可用湿抹布擦拭插座面板 9．（2025·湖南邵阳·三模）如图所示的家庭电路中，接线正确的元件是（　　） A．空气开关 B．灯泡和控制灯泡的开关 C．两孔插座 D．三孔插座 10．（2025·河南驻马店·模拟预测）小美家安装的电能表如图甲所示，书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示，为保证安全用电，下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．三孔插座的安装不符合安全用电原则 C．若保险丝熔断，可用铁丝代替 D．a端应接火线，b端应接零线 11．（2025·山西朔州·二模）如图为“儿童安全插座”，它具有保护门双层互锁功能，能有效防止触电事故的发生。下列相关说法正确的是（　　） A．“儿童安全插座”的白色保护门属于导体 B．“儿童安全插座”与家庭电路中其他用电器串联 C．用试电笔笔尖插入L孔，正常情况下试电笔氖管会发光 D．若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路的空气开关不会“跳闸” 12．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）如图所示的轨道插座可以按照用户用电需求在轨道上增减、移动插座。以下关于轨道插座的使用，符合安全用电原则的是（    ） A．用湿手将插座从轨道上拔离 B．若插座起火，应立即切断电源 C．增加插座使多个大功率用电器同时使用 D．用试电笔接触火线氖管发光时，不会有电流通过人体 13．如图是揭阳某同学家的家庭电路的部分电路图，下列说法中正确的是（　　） A．中性线和保护线之间电压是220V B．丁灯的安装及开关的连接是正确的 C．两孔插座和三孔插座的连接都是正确的 D．用试电笔正确接触M和N点时，试电笔的氖管均不发光 14．如图所示的电路是家庭电路的一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②断开S1，闭合S2，灯L1不亮，灯L2不亮；③用测电笔测a、b、c、d四个接线点，测电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（　　） A．灯L2短路 B．c点左侧的零线断路 C．灯L2所在支路断路 D．c、d两点间断路 15．小明家安装的书房灯L及三孔插座的安装电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a端应接零线，b端应接火线 B．把三孔插座上孔内导线与大地相连，能避免用电器外壳带电对人造成的伤害 C．若保险丝熔断，可换用更大规格的保险丝替换 D．用试电笔测三孔插座右孔时，手要握住金属笔尖氖管才能发光 16．如题所示，为某同学设计的部分家庭电路示意图，其中电器元件连接不正确的是（　　） A．带开关的灯泡 B．双孔插座 C．空气开关 D．三孔插座 17．如图所示是小明家的部分电路，下列有关说法正确的是（    ） A．若be间断路，灯L2仍可正常工作 B．若cd间断路，则插在三孔插座上的用电器能工作但有触电风险 C．若保险盒内的保险丝熔断了，只要更换保险丝就可以了 D．若两开关闭合，灯L1亮、L2不亮，用试电笔检测三孔插座左、右孔，氖管均发光，则可能是进户零线断路 18．（2025·江苏无锡·二模）小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。下列说法正确的是（    ） A．若用电器消耗5kW·h的电能，电能表转盘转900转 B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替 C．该电能表能通过的最大电流为10A D．a端应该接火线，b端接零线 19．（2025·广东广州·二模）小伟设计了一个如图所示的家庭模拟电路，电路符合安全用电标准。将模拟电路的插头插入家庭电路中，闭合开关S，灯泡发光；家用电器插入模拟电路插座时均不能工作，用试电笔检测模拟电路插座的两孔，氖管均不发光。若电路中只有一处故障，则关于模拟电路的说法正确的是（　　） A．插脚E应连接火线 B．可能是插座出现短路 C．可能是bc间断路 D．可能是gd间断路 20．（2025·江苏无锡·二模）小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路，要求浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水。光控开关在天黑时闭合，湿敏开关在土壤过于干燥时闭合，下列电路能满足上述条件的是（　　） A． B． C． D． 21．（2025·山西吕梁·二模）某项目化学习小组的同学，为一房间设计了如图所示的四种电灯，你认为其中符合安全用电要求的是（　　） A． B． C． D． 22．（2025·湖南永州·二模）某同学家正在进行新房装修，他设计了如图所示的电路，和是单刀双掷开关。关于家庭安全用电，下列说法正确的是（　　） A．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铜丝代替 B．端应该接零线，端接火线 C．三孔插头中长的那个插头接地线 D．生活电路电压只有，属于低压，对人体是安全的 23．（2024·河南·三模）小明设计了一种地下通道用的照明电路图，用两个声控开关控制一盏灯，从地下通道任意一端进入通道，发出响声，可使该端的声控开关闭合，灯都能发光。下列电路图中，既符合上述设计要求，又符合安全用电要求的是（    ） A． B． C． D． 24．家里要准备装修新房了，小明同学想利用所学的物理知识设计家庭电路的一部分，如图所示。请帮他按顺序标注图中1、2、3、4方框内的元件名称，正确的是（　　） A．保险盒、灯、开关、插座 B．电能表、插座、灯、开关 C．保险盒、插座、灯、开关 D．电能表、插座、开关、灯 25．（2024·湖北·一模）小阳给自家院子设计了一种照明电路，用两个延时开关控制一盏灯。夜晚回家时先闭合院门处的延时开关，照明灯亮，进屋后院门处的延时开关自动断开，照明灯灭；夜晚出门时先闭合家门处的延时开关，照明灯亮，出院子后家门处的延时开关自动断开，照明灯灭。下列电路图中，既符合上述设计，又符合安全用电要求的是（　　） A． B． C． D． 26．（2025·河南驻马店·三模）（多选）如图所示是家庭电路的示意图，用试电笔接触e点时氖管发光。下列说法正确的是（　　） A．进户线b是火线 B．同时使用的用电器的总功率越大，电能表的转盘转得越快 C．同时使用的用电器过多时，漏电保护器会立即切断电路 D．站在地面上的人若不慎触碰到f点，则通过c点的电流小于通过d点的电流 27．（2025·江西吉安·二模）（多选）如图所示，是家庭电路正常连接时部分电路结构示意图，下列说法正确的是（　　） A．图中闭合某支路开关，试电笔测插座两孔氖管均发光，则是入户零线断路 B．图中的保险丝要选择导电性良好的铜丝，以减少电能的损耗 C．图中两孔插座的左孔连接的是火线 D．应在图中b处接入开关来控制灯泡 28．电在生活中无处不在，我国家庭电路的电压是 V，现代家庭中用电器非常多，如图所示，正在工作的电吹风和计算机是 联的。 29．（2025·安徽·二模）如图所示的电路中，开关处于闭合状态，照明灯突然熄灭，但插座上连接的电视机还能正常工作，则故障可能是灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 30．家庭电路中，灯泡、电冰箱、电视机等各个用电器之间都是 （选填“串联”或“并联”）的；各个用电器的开关与相应用电器是 （选填“串联”或“并联”）的。 31．放学回家随手开亮客厅的灯，洗完头又用电吹风把头发吹干——这些每天都在做的小事里，其实藏着很多物理知识。 (1)我国家庭电路的电压一般是 ，当家里多开一盏照明灯时，干路上的电流大小将 。 (2)如图为电吹风机简化电路图，接通电源，要想吹热风，需要闭合的开关是 ，此时电热丝与电动机的连接方式是 联。 32．小明将保险丝甲、开关乙和三孔插座丙分别接入如图所示的家庭电路图中，其中连接错误的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）。 33．如图是新安装的照明电路，其中某个灯泡发生了故障。小明学习电工的检修方法，在保险丝处接入一个“220V  40W”的灯泡。当只闭合S、S1时，L0和L1都呈暗红色，则L1 ；当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光，则L2 （以上两空均选填“断路”、“短路”或“正常”）。 34．小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶工作时的实际电压 V（假设电水壶电阻不变）。他家饭厅的电路简化为图所示，其中有两处设计不合理，其一是 ；其二是插座不符合“左零右火”设计。如果保险丝烧断，电路其他部分连接完好，在断开开关S后，用试电笔检测灯座的E和F接线柱，能使试电笔的氖管发光的接线柱是 （选填“E”、“F”、“E和F”或“均不能”）。 35．（2025·陕西西安·二模）请用笔画线代替导线将如图电路连接完整，要求符合安全用电原则，开关只控制灯泡。 36．作图题： (1)请根据如图所示的实物图，画出相应的电路图； (2)在如图所示是未完成连接的实物电路图，请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求：两灯并联，开关控制整个电路，电流表只测通过L2的电流，导线不能交叉。 (3)小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，请你根据小明设计的意图，用笔画线代替导线完成电路图。 37．在图中用笔画线代替导线，将亮度可调台灯（螺口灯泡）接入电路，要求顺时针旋转旋钮时灯泡变亮。 38．图所示为航航家房间内的实物电路，请你把开关、螺口灯泡、带开关的插座正确接入图中。 39．如图，请完成家庭电路的连接，要求：保险装置保护插座，开关只控制灯泡。 40．用笔画线代替导线将图中的三孔插座、开关和一盏LED灯正确连接到电路中，其中开关仅控制LED灯。电路连接要符合安全用电原则。 41．图中虚线框内是一台灯旋钮开关的内部电路简图，通过它可控制台灯的通断和亮度。请将电路图连接完整，使其符合安全用电的原则。 42．（2025·河南南阳·二模）如图甲是客厅里的带灯吊扇的开关实物图。S1控制电灯的通断，S2控制电风扇的通断，电灯和电风扇工作状态互不影响，三孔插座不受开关控制。请在图乙中将电路补充完整，要求符合安全用电原则。 43．如图，请用笔画线代替导线，按照要求和安全用电原则连接电路。要求：1.将图甲中开关、灯泡接入家庭电路，开关控制灯泡通断；2.将图乙中三孔插座接入家庭电路，熔断器能保护三孔插座。 44．为了节约用电，居民楼道安装声光控灯泡。“光控开关”在天黑时自动闭合，“声控开关”在有人走动发出声音时自动闭合。请连接电路，要求“天黑且有人路过时发声”时，灯泡才会发光；将三孔插座单独接入家庭电路中。 45．如图所示，某排插内部除了三孔插座外，还内置了一个USB接口，可以给其它电子产品充电；开关可以控制排插通、断电。请用笔画线代替导线将此电路图补充完整。 46．（2025·山东济南·三模）图甲为某款三孔插座。指示灯为额定电压为5V的LED灯，开关控制指示灯和三孔插座，在符合安全用电原则下，请在图乙中画出对应的电路图。 47． (1)如图-1所示，图甲为某景区的自动扶梯，它只在白天且有人时才开启，请你将图-1所示的电路图补充完整，以实现上述功能。（红外线自动开关在有人时闭合，无人时断开；可见光自动开关在白天闭合，夜晚断开） (2)如图-2所示，为了节约能源，宾馆的客房都配有房卡，只有把房卡插入插槽中，房间内的灯才能有电，请连接房间内的简化电路。 48．酒店房间设计有感应卡取电装置，它相当于智能开关。入住时将房卡插进卡槽，房间内的灯和插座才能正常工作；离房时抽出房卡，房间内的电源就会被切断。请将图中的电路连接完整，使插座正常工作。 49．现在楼道内常用红外感应开关替代声控开关。白天光控开关断开，夜晚光线暗时，光控开关闭合；当有人进入楼道内时，红外感应开关闭合，没人时红外感应开关断开（光控开关用表示，红外感应开关用表示）。请你设计楼道内路灯电路。 50．物理实践活动中，小聪想设计一个台灯，由两个开关控制，当只闭合开关一时，调节滑动变阻器可以改变灯的亮度；当只闭合开关二，灯亮但是无法调节灯的亮度。请你帮小聪用画笔代替导线完成图所示的电路设计。 51．小明家正在进行新房装修，遇到一些生活用电类的问题，学习完初中电学知识后，小明根据自己学到的知识进行了如下操作，让我们一起按要求完成下列小题。 (1)小明家需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了下列图片所示的电路，其中：S1、S2分别为一楼、二楼的开关（都是单刀双掷开关），要求拨动其中任意一个开关，都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。四个电路中，能满足小明对楼梯灯的控制目的且符合用电安全原则的最佳方案是 。 A． B． C． D． (2)如图是某款带LED指示灯的开关。小明想用该开关控制一个“220V18W”的节能灯，已知：开关断开时，LED指示灯不亮，节能灯不工作；开关闭合时，LED指示灯亮，节能灯正常工作；若LED指示灯损坏，节能灯仍能在开关闭合时正常工作。请在图中画出符合安全用电要求的电路。 52．小明家的客厅中有一台电视机、一盏吊灯。其中电视机接入墙上的插座中，吊灯由一个开关单独控制，如图所示。 (1)请用笔画线表示导线，将吊灯和开关、插座接入家庭电路中 。 (2)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮，这主要是因为 。 (3)小明家参与了长春市“地球一小时”活动，熄灯是通过减少 的方法来节约电能的。在熄灯一小时的时间里，共节省了的电能，这些电能可供的灯泡正常工作 。 53．新国标《电动自行车安全技术规范》中要求：电动自行车电池电压不超过48V。某品牌电动自行车的部分参数如下表所示： 整车质量 50kg 最高车速 蓄电池容量 充电效率 75% 若质量为60kg的小明骑行该车时，每个轮胎与地面接触的面积为，取，则该车行驶时对地面的压强为 Pa。当电动自行车显示电池电量为时，小明对其充电，充满电共耗电，小明认为该电动自行车超标，原因是电池电压为 V。 【项目拓展】 （1）电动自行车电池不能长时间充电，为了安全，小明设计了如图丙所示的定时自动充电器。当定时器中有电流通过时，就会停止充电。下面说法正确的是( )（填字母）。 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．如果在处安装一个开关，断开此开关则停止充电 （2）小明想在自家的车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小明想在如图丁所示的原有线路上安装一个双孔插座，应安装在 （填“”“”或“”）之间。 54．智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术，将家居生活相关的设备集成起来，构建可集中管理、智能控制的住宅设施管理系统，从而提升家居的安全性、便利性、舒适性，并实现环保节能的居住环境。 (1)如图甲为小明同学家的家庭电路的电路图。在虚线框①②③处安装设备正确顺序是______（只有一个选项正确） A．保险丝　总开关　电能表 B．电能表　总开关　保险丝 C．总开关　电能表　保险丝 D．总开关　保险丝　电能表 (2)小明家厨房的抽油烟机安装了探测燃气浓度的探测器，其核心原部件为气敏传感器，当燃气浓度过高时，探测器就会被触发，对外发出声光报警信号，同时可以自动启动排风设备，保证安全。气敏电阻是由 （选填“半导体”或“超导”）材料制成的。 (3)家庭电路中进户线的末端部分甲和乙可以______（只有一个选项正确） A．连入到邻居家电路 B．连在一个插座上 C．连在一个开关上 D．直接连到一起 (4)某天晚上小明妈妈在家里做饭时，抽油烟机和照明灯同时工作，将一个电水壶的插头插入图中三孔插座，闭合开关后，电水壶不工作，抽油烟机停止工作，照明灯仍然发光。小明分析是电水壶内部发生了短路，你认为小明的分析是 （选填“正确”或“错误”）的。小明拔下电水壶的插头，用试电笔分别插入插座的左孔和右孔，试电笔氖管均发光，则故障为 。（只有一个选项正确） A．进户零线断路　　B．CE间断路 C．BD间断路　　D．DF间断路 (5)小明家中想安装自动控制电灯，当屋内亮度不足时，会自动控制开启灯光。他找到了，电源（电压为18V）、开关、电阻箱（如图乙所示）、光敏电阻各一个，导线若干，设计如图丙所示的控制电路（虚线部分连接照明电路）。 查阅资料后获得光敏电阻的阻值与光照强度的关系表格如下。（其中E是表示光照强度的物理量，单位为cd，E值越大表示光照越强）。 光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/ 80 50 30 24 20 18 闭合开关S，当控制开关两端电压至少达到启动电压时，就会闭合控制开关，启动照明。家中某个位置的光照强度需要大于4cd，调节电阻箱的阻值为时，光照强度降为4cd刚好启动照明；家中另一位置的光照强度需要大于2cd，保持控制开关两端启动电压不变，应调节电阻箱的阻值阻最大为 。 55．电动自行车因为具有轻便、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“刹车系统”。电动自行车刹车时，电动机必须断电。因此，人们在电动自行车左右两刹车手柄中各安装了一只开关S1和S2，S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任意一只手柄刹车时，开关S1或S2断开，电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是________。 A． B． C． D． (2)电动自行车行驶时，速度不要太快，它的转速把手可以调节电动自行车的转速，转速把手相当于 （选填“电流表”或“滑动变阻器”）。 (3)了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容（注：额定电压：36V、“电池容量10A·h”，电能转化为机械能的效率）。若电池充满电后，储存的能量是 J，若电动自行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，该电动自行车最多连续行驶的距离是 m (4)深入了解。电动自行车电池不能长时间充电，为了电动自行车的充电安全，小组设计了如图1所示的定时充电器。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】 (5)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2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。 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计 目 录 【学习目标】 2 【思维导图】 3 【知识梳理】 4 知识点一：实践基础——核心知识回顾 4 知识点二：实践流程——四步完成家庭电路设计 4 第一步：调查家庭用电需求——设计的“数据基础” 4 第二步：规划配电分支回路——设计的“核心逻辑” 5 第三步：配电器材选型——设计的“安全保障” 6 第四步：展示交流与方案优化——设计的“落地提升” 7 【方法技巧】 15 方法技巧1 需求调查与计算技巧 15 方法技巧2 回路规划技巧 15 方法技巧3 器材选型匹配技巧 16 方法技巧4 方案呈现与优化技巧 16 【巩固训练】 16 【学习目标】 （一）学习目标 核心素养 具体目标内容 物理观念：建立“需求→设计→安全”的闭环认知，深化家庭电路的实用化理解； 科学思维：通过数据计算与方案优化，培养量化分析与逻辑规划能力。 1. 能识别用电器铭牌上的功率参数，用表格梳理用电器信息； 2. 能说出大功率用电器独立回路、干湿区域分路等设计依据； 3. 能结合功率计算电流，匹配导线横截面积与断路器额定电流； 4.能复述“左零右火上接地”“开关接相线”等核心规范。 科学探究：通过实地调查与方案设计，提升“从实际问题到科学方案”的实践能力； 跨学科应用：融合数学计算、工程设计与安全规范，培养综合解决问题的能力。 1. 能独立完成家庭用电器普查，准确记录功率、数量等关键数据； 2. 能运用P=UI计算回路总电流，为器材选型提供依据； 3.能绘制分支回路图或户型电路示意图，标注回路功能与器材参数； 4.能与小组分工完成调查、设计、展示，清晰表达方案亮点与安全考量。 科学态度：形成“严谨数据、规范设计”的实践习惯，尊重工程设计的客观规律； 社会责任：理解家庭电路设计与生活安全的密切关联，建立“安全用电、科学用电”的社会责任感。 1.通过设计过程强化“安全优先”理念，识别家庭用电潜在隐患； 2.感受物理知识在生活中的实用价值，激发“用知识解决实际问题”的兴趣； 3.在小组合作中培养分工协作精神，在方案设计中树立“对用电安全负责”的态度。 （二）重点难点 1.重点 （1）准确提取铭牌功率信息，用表格量化梳理用电需求； （2）大功率用电器独立回路、照明与插座分路、干湿区域分路的设计逻辑； （3）利用P=UI计算回路总电流，推导导线与断路器的选型依据； （4）能用表格、示意图等清晰表达回路设计，标注安全规范。 2.难点 （1）结合用电器“同时工作概率”合理估算回路实际电流，避免设计过载； （2）平衡“安全独立”与“经济实用”，避免回路过多或过少； （3）准确对应“回路电流—导线横截面积—断路器额定电流”的关系； （4）在满足生活用电便利的同时，确保每一处设计符合安全标准。 【思维导图】 【知识梳理】 知识点一：实践基础——核心知识回顾 设计家庭电路需以已有电路知识为支撑，核心关联知识点如下： 关联知识点 核心内容 设计中的作用 家庭电路组成 进户线（L/N/PE）→电能表→总开关→分支回路→用电器 确定设计框架，明确各部分连接顺序 安全接线规范 开关接相线、三孔插座左零右火上接地 确保方案符合安全标准，避免触电隐患 电流过大原因 总功率过大（P=UI）、短路 通过分路设计与电流计算，避免过载 保护装置功能 断路器（防过载/短路）、漏电保护器（防漏电） 为各回路匹配合适的保护装置 知识点二：实践流程——四步完成家庭电路设计 第一步：调查家庭用电需求——设计的“数据基础” 核心任务：通过普查用电器，量化用电需求，为后续设计提供数据支撑。 1. 调查方法与注意事项 看铭牌：从用电器机身或说明书中提取“额定功率”（单位：kW或W，统一换算为kW更方便计算）； 记场景：记录用电器安装位置（如厨房、卫生间、客厅）、使用频率（如冰箱24小时工作，电饭锅偶尔使用）； 保安全：观察配电箱时需家长陪同，禁止触摸接线端子，仅记录外部标识（如断路器额定电流）。 2. 调查结果梳理（表1 用电器调查细目表示例） 用电器名称 额定功率/kW 数量/台 安装位置 使用特点 电冰箱 0.15 1 厨房 24小时连续工作 电热水器 2.0 1 卫生间 每日使用1-2小时，大功率 空调（壁挂） 1.5 2 客厅、卧室 夏季高频使用，大功率 节能灯 0.01 8 各房间 间断使用，总功率小 电饭锅 0.8 1 厨房 每日使用1次，短时大功率 3. 关键计算：从总功率到总电流 家庭电路电压U=220V（恒定），根据P=UI，可推导回路最大电流I=P总/U，为器材选型提供依据。 计算技巧： （1）同一回路中，用电器“同时工作概率”影响实际电流，如厨房的电饭锅与电水壶很少同时使用，可按“最大单个功率”计算，无需叠加； （2）大功率用电器（>1kW）如空调、电热水器，需按“单独工作”计算电流。 第二步：规划配电分支回路——设计的“核心逻辑” 核心任务：根据用电需求与安全原则，将家庭电路划分为若干独立分支，实现“安全独立、维修便捷”。 1. 分支回路划分的3大原则 原则名称 具体要求 设计目的 大功率独立原则 功率>1kW的用电器（空调、电热水器、电烤箱等）单独设回路 避免大功率设备工作时，电流过大引发其他回路跳闸 功能分区原则 照明回路与插座回路分开；厨房、卫生间等潮湿区域插座单独设回路 插座故障不影响照明，潮湿区域便于加装漏电保护器 负载均衡原则 多个普通插座回路均分用电器，每个回路总功率不超过2kW 避免单回路负载过重，延长导线与断路器寿命 2. 回路设计示例 分支回路名称 包含用电器及数量 总功率/kW 估算最大电流/A 保护装置配置 照明总回路 节能灯8盏、客厅吊灯1盏 0.12 ≈0.55 10A断路器 空调1回路（客厅） 1.5kW空调1台 1.5 ≈6.8 16A断路器+漏电保护器 空调2回路（卧室） 1.5kW空调1台 1.5 ≈6.8 16A断路器+漏电保护器 厨房插座回路 电冰箱1台、电饭锅1台、微波炉1台 0.15+0.8+1.0=1.95 ≈8.9 16A断路器+漏电保护器 卫生间回路 电热水器1台、吹风机插座1个 2.0+0.1=2.1 ≈9.5 16A断路器+漏电保护器 普通插座回路（客厅、卧室） 电视机1台、充电器若干、落地灯1盏 0.2+0.1=0.3 ≈1.36 10A断路器+漏电保护器 3. 方案呈现：户型电路示意图 在户型图上标注各回路走向，用不同颜色线条区分照明、空调、插座回路，标注断路器位置与参数。 例如： → 客厅：空调1回路（红色线）、普通插座（蓝色线）、照明（黄色线）； → 卫生间：独立回路（绿色线），标注“漏电保护器”。 第三步：配电器材选型——设计的“安全保障” 核心任务：根据回路电流，匹配导线横截面积与断路器额定电流，确保器材“承载得住、保护得了”。 1. 导线选型：横截面积与安全电流的匹配 导线横截面积越大，允许通过的最大安全电流越大，家庭常用铜芯导线的匹配关系如下： 铜芯导线横截面积/mm² 允许最大安全电流/A 适用回路 1.5 ≤10 照明回路、普通插座回路（总电流<10A） 2.5 ≤16 空调回路（1.5kW以下）、厨房插座回路 4.0 ≤25 电热水器（2.0kW以上）、大功率空调（2.0kW）回路 易错提醒：导线并非越粗越好！过粗的导线成本高、不易布线，且会增加配电箱体积，需“按需匹配”而非盲目选粗。 2. 断路器选型：额定电流匹配回路最大电流 选型原则：断路器额定电流≥回路最大工作电流，且≤导线允许最大安全电流； 示例：厨房插座回路最大电流≈8.9A，导线选2.5mm²（允许16A），断路器选16A（既覆盖工作电流，又能在过载时跳闸保护）； 特殊要求：潮湿区域（卫生间、厨房）、插座回路必须加装漏电保护器，其额定漏电动作电流≤30mA，确保触电时0.1s内断电。 第四步：展示交流与方案优化——设计的“落地提升” 1. 方案展示核心内容 数据支撑：展示用电器调查表格与电流计算过程，说明设计的科学性； 设计亮点：阐述分支回路划分的理由（如空调独立回路避免跳闸）、安全规范的落实（如漏电保护器的配置）； 隐患分析：结合自家现有电路，指出潜在问题（如旧房子插座回路未装漏电保护器）及优化方案。 2. 提炼安全用电原则 功率匹配：不随意在普通插座上接入大功率用电器（如电热水器接1.5mm²导线的插座）； 操作规范：更换灯泡、检修电路前，务必断开对应回路的断路器； 环境防护：卫生间、厨房的用电器避免被水淋湿，插座加装防水盒； 定期检查：导线、插座、断路器达到使用寿命（通常10-15年）后及时更换； 故障处理：发现断路器跳闸，先排查过载或短路原因，再复位，不可强行合上。 1.安全底线不可破：调查配电箱、观察电路时必须有家长陪同，严禁触摸接线端子、断路器等带电部件；更换用电器插头、记录铭牌信息前，确保用电器已断电。 2.数据记录要精准：提取用电器额定功率时，注意单位统一（优先换算为 kW），避免因 “W”“kW” 混淆导致电流计算错误；安装位置、使用特点需如实记录，直接影响回路规划合理性。 3.潮湿区域多防护：卫生间、厨房的回路设计必须加装漏电保护器（≤30mA），插座需配套防水盒，导线接头做好防水处理，避免水溅引发漏电。 4.器材选型不盲目：导线并非越粗越好，需根据回路电流 “按需匹配”，过粗会增加成本和布线难度；断路器额定电流不能小于回路最大工作电流，也不能远超导线允许的安全电流（否则无法起到保护作用）。 5.方案设计忌极端：分支回路划分需平衡 “安全” 与 “实用”，既不能将所有用电器并入同一回路（易过载），也不能过度分路（浪费器材、增加布线复杂度）。 6.故障处理讲逻辑：若模拟设计中出现 “断路器跳闸”，先排查总功率是否过载或是否存在短路设计，不可盲目增大断路器额定电流（会失去保护功能）。 【典例1】（2025·湖北·一模）学习家庭电路相关知识后，对如图所示设计的家庭电路的认识正确的是（　　） A．图中两只灯与其对应控制开关的连接都是正确的 B．使用洗衣机时应选择插座C而不是插座D C．若某时刻小灯泡L1的灯丝断了，保险丝会熔断 D．若图中AB间发生断路，则用试电笔检查插座C的各个插孔，试电笔的氖管都不发光 【答案】B 【解析】A．控制灯泡L1的开关接在零线上，是错误的，故A错误； B．洗衣机有金属外壳，应该使用三孔插座，因此选择插座C，故B正确； C．若某时刻小灯泡L1的灯丝断了，不会引起家庭电路中电流过大，因此保险丝不会熔断，故C错误； D．若图中AB之间发生断路，C插座电路连接正常，试电笔接触C插座右孔时，氖管发光，故D错误。 故选B。 【典例2】（2025·辽宁葫芦岛·一模）物理活动小组在老师的指导下，查询电阻相关知识后，知道敏感电阻在现代化自动控制中起着重要作用，于是围绕敏感电阻的一些特点，开展了系列化的跨学科实践活动。下面是该小组一次项目化学习过程，完成下列填空。 【项目准备】 规格不同声敏电阻和光敏电阻、小灯泡（2.5V  0.3A）、开关若干，学生电源，导线若干。 【项目分解】 （1）设计分别利用声敏电阻和光敏电阻自动控制小灯泡的发光情况。 （2）设计楼道自动控制电路。 【项目实施】 （1）如图甲，闭合开关S，小灯泡不发光，逐渐增大发声的响度，直到小灯泡能发光。 （2）如图乙，闭合开关S，小灯泡不发光，用手逐渐遮住光敏电阻，直到小灯泡发光。光敏电阻和声敏电阻均由 （填“半导体”、  “绝缘体”或“超导体”）材料制成的，且光敏电阻随光照强度的增大而 ，声敏电阻也有类似特点，利用上述特点，设计如图丙所示声控、光控开关。要求光线较暗且有声响时灯亮，将电路连接完整 。 【项目拓展】 进一步上网查询，知道不同型号的光敏电阻在生活、生产中有不同应用。其中有一款光敏电阻，其阻值与光照强度的关系如下表所示（其中E表示光照强度，单位为cd）。 光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/Ω 80 50 30 24 20 18 根据表中数据，小组同学设计了烟雾报警器的简化原理图，如图丁所示。电路中电源电压不变，R0为定值电阻，R为表中光敏电阻。制造烟雾进入烟室来遮挡激光，当烟雾浓度大于等于某一数值，电路中电流小于或等于200mA，烟雾报警器报警。 （1）对该设计进行优化，当激光发射器发光强度调为3cd时，测试电压表示数为9V；当把发光强度降为5cd时，测试电压表示数为8V，则电源电压是 V。 （2）若长时间工作，导致电源电压降低1V，烟雾报警器在烟雾浓度较 时误报警。在不更换电源的情况下，使报警器在原烟雾浓度范围内正常报警，可通过改变R0的阻值来实现，则更换后R0的阻值与原R0的阻值相比变化了 Ω。 【答案】半导体 增大 12 小 5 【解析】【项目实施】（2）[1]半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间，温度、光照、杂质等外界因素对半导体的导电性能有很大的影响，因此利用半导体可制成二极管、三极管、光敏电阻、声敏电阻等，所以光敏电阻和声敏电阻是用半导体材料制成的。 [2]闭合开关S，小灯泡不发光，用手逐渐遮住光敏电阻，直到小灯泡发光，说明光照强度越小，电路中的电流越大，根据欧姆定律可知，电阻越小，即光照强度越小，电阻越小，也就是光敏电阻随光照强度的增大而增大。 [3]由于要求光线较暗且有声响时灯亮，说明两开关串联，根据安全用电的要求，从火线引线，依次串联光控开关、声控开关、灯泡，再回到零线，作图如下： 【项目拓展】（1）[4]由表格数据可知，当光照强度分别为3cd和5cd时，光敏电阻R的阻值分别为30Ω、20Ω。由图丁可知，R与R0的串联，电压表测量光敏电阻R两端的电压。根据串联电路的特点和欧姆定律可得电源电压分别 ……① ……② 解①②可得，U=12V，R0=10Ω。 （2）[5]根据题意，报警仪表开始报警时电路中的电流为I=200mA=0.2A 根据欧姆定律和电阻的串联特点可得，开始报警时光敏电阻为 对照表中数据可知，E=2cd，即正常报警时光敏电阻的阻值R=50Ω；当电源电压降1V时，电源电压为U'=U-ΔU=12V-1V=11V 正常报警时电流不变，所以此时光敏电阻为 由表中数据可知，此时的光照强度大于2cd，即烟雾报警器在烟雾浓度较小。 [6]当电源电压降低1V时，正常报警时电流不变，所以有，代入数据为 解得R0′=5Ω，故更换后的R0阻值与原阻值相比，变化量为ΔR0=R0-R0′=10Ω-5Ω=5Ω 【变式1】家庭的卫生间一般都要安装照明灯和换气扇。使用时，有时需要各自独立工作，有时 需要它们同时工作。在如图所示的电路中，你认为符合上述要求的是（        ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】根据题意，照明灯和换气扇需要能各自独立工作，也能同时工作，这说明它们之间应该并联连接，并且每个用电器都由一个独立的开关控制。同时，为了用电安全，开关应该接在火线上，保险丝也应该串联在干路的火线上。 A．图中照明灯和换气扇并联，但只有一个干路开关S控制，它们只能同时工作或同时停止，不能独立工作，故A不符合题意； B．图中照明灯和换气扇并联，开关控制换气扇，开关S控制照明灯，且两个开关都接在各自支路的火线上，可以实现各自独立工作和同时工作，但保险丝接在干路零线上，不符合安全用电原则，故B不符合题意； C．图中照明灯和换气扇并联，且分别有独立的开关控制，保险丝接在了火线上，但两个开关都接在各自支路的零线上，虽然能实现独立或同时工作，但不符合安全用电原则，故C不符合题意； D．图中照明灯和换气扇并联，且分别有独立的开关控制，保险丝接在了火线上，两个开关都接在各自支路的火线上，符合安全用电原则，故D符合题意； 故选D。 【变式2】小天同学想在家里安装一盏照明灯，安装了如图所示的电路。当他闭合开关，发现电灯不亮，用试电笔分别测试插座的、两插孔时，试电笔的氖管都发光，则电路的（　　） A．火线断路 B．零线断路 C．灯泡断路 D．灯泡短路 【答案】B 【解析】闭合开关S，电灯L不亮，用测电笔分别测试a、b时，测电笔的氖管都发光，说明a、b直接或间接与火线相连，b直接与火线相连，a通过灯泡与火线间接相连，所以可以判断零线断路。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 【变式3】请按要求完成以下作图和填空： (1)小强乘坐高铁时发现高铁每节车厢都有两间厕所，只有当两间厕所的门都关上时（每扇门的插销都相当于一个开关），车厢中的指示灯才会发光， 指示牌提示旅客“厕所有人”。请你把图方框中各电路元件连接成符合上述设计要求的电路图。 (2)小明在使用插线板时发现： 插线板上的开关断开时， 指示灯不发光，插孔断电；开关闭合时指示灯发光，插孔通电； 如果指示灯损坏，开关闭合时插孔照样可以通电。如图中，虚线框内为插线板内部电路简化示意图， 请按上述要求用笔画线代替导线将插线板内部电路中的缺失部分补画完整。（图中电路元件依次为： 开关， 发光二极管，电阻和三孔插座） (3)如图是一种调光台灯电位器（滑动变阻器）的内部结构示意图， a、b、c是它的三个接线柱。要求： 旋钮带动滑片顺时针转动时， 灯泡变亮。请完成该电路的连接。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）根据题意，因为只有当两间厕所的门都关上时（每扇门的插销都相当于一个开关），车厢中的指示灯才会发光。这意味着两个开关必须同时闭合，指示灯才会亮，所以这两个开关是串联关系，然后它们再与指示灯和电源串联组成电路，如图所示： （2）根据“如果指示灯损坏，开关闭合时插孔照样可以通电”，可知指示灯和插座之间是并联关系。根据“插线板上的开关断开时， 指示灯不发光，插孔断电”，可知开关在干路。从安全用电角度考虑，开关应接在指示灯、插座和火线之间。对于发光二极管，其长脚为正极，应接火线；短脚为负极，应接零线。三孔插座的接线规则，是左孔接零线，右孔接火线，上孔接地线。按照上述要求连接电路，开关一端接火线，另一端分别连接指示灯的长脚（正极）和插座的右孔（火线）；指示灯短脚（负极）接零线，插座左孔接零线，上孔接地线。如图所示： （3）根据欧姆定律，当电源电压不变时，要使灯泡变亮，即电路中的电流增大，那么电路的总电阻就应该减小。如图，当把b和c两接线柱接入电路后，顺时针旋转旋钮时，电阻丝连入电路中的长度变短，电阻变小， 这样整个电路的总电阻变小，电流增大，灯泡就会变亮。如图所示： 【方法技巧】 方法技巧1 需求调查与计算技巧 用电器分类记录法：按 “大功率（>1kW）/普通功率”“连续工作 / 间断工作” 分类填写表格，方便后续独立回路规划（如大功率用电器单独列项）。 同时工作概率估算：计算回路总电流时，无需叠加所有用电器功率 —— 如厨房的电饭锅与电水壶很少同时使用，按 “最大单个功率” 计算；冰箱、路由器等 24 小时工作的用电器，必须计入回路总功率。 电流计算简化公式：牢记家庭电路电压 U=220V，直接用 “I≈P总 / 0.22”（单位：P 总为 kW，I 为 A）快速估算，如 2.0kW 电热水器的电流≈2.0/0.22≈9.1A，避免复杂换算。 方法技巧2 回路规划技巧 三原则快速划分： （1）大功率优先独立（空调、电热水器、电烤箱单独设回路）； （2）功能分区不混接（照明与插座分开，避免插座故障导致全屋熄灯）； （3）潮湿区域单独控（卫生间、厨房各自成回路，方便加装漏电保护器）。 回路负载均衡法：普通插座回路总功率控制在 2kW 以内，照明回路总功率不超过 1kW，确保每个回路电流不超过导线和断路器的承载上限。 方法技巧3 器材选型匹配技巧 （1）导线选型口诀： “照明 1.5（mm²），插座 2.5，大功率 4 平方”—— 照明回路选 1.5mm² 铜芯导线，普通插座、1.5kW 以下空调选 2.5mm²，2.0kW 以上电热水器、大功率空调选 4.0mm²。 （2）断路器匹配三步法： ① 算回路最大电流 I； ② 选导线（允许安全电流≥I）； ③ 选断路器（额定电流≥I，且≤导线允许安全电流），如厨房回路 I≈8.9A，选 2.5mm² 导线（允许 16A）+16A 断路器。 方法技巧4 方案呈现与优化技巧 （1）示意图清晰标注法：在户型图上用不同颜色线条区分回路（如红色 = 空调、蓝色 = 插座、黄色 = 照明），标注断路器位置、额定电流及漏电保护器安装区域，直观易懂。 （2）隐患自查清单：设计完成后对照检查： ① 大功率用电器是否独立回路？ ② 插座回路是否装漏电保护器？ ③ 导线与断路器是否匹配？ ④ 开关是否接在相线上？ ⑤ 三孔插座是否 “左零右火上接地”？ （3）小组协作分工法：调查环节一人记录、一人核对铭牌，设计环节一人算电流、一人画示意图、一人查规范，提高效率且能交叉纠错。 【巩固训练】 1．（2025·湖北·二模）如图是部分家庭电路的简单示意图，下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．保险丝断了用铜丝来代替 B．将开关和灯泡的位置互换 C．将电冰箱接在三孔插座上 D．用湿布擦拭灯泡上的灰尘 【答案】C 【解析】A．保险丝是用熔点低的材料制成的，而铜的熔点高，不能及时熔断，不能用铜丝来代替，故A不符合题意； B．控制灯泡的开关要接在火线与灯泡之间，位置不能互换，如果将开关和灯泡的位置互换，当开关断开时，灯泡与火线是连通的，人接触灯泡时容易发生触电，故B不符合题意； C．电冰箱使用时要接到三孔插座上，金属外壳要接地，当电冰箱的外壳和火线间的绝缘破损，使外壳带电，电流就会流入大地，不会对人体造成伤害，故C符合题意； D．生活用水是导体，用湿布擦拭灯泡上的灰尘，可能会发生触电事故，故D不符合题意。 故选C。 2．（2025·天津·模拟预测）如图所示是小明家的一个插线板，他在使用中发现：插线板上的开关闭合时插孔能提供工作电压。选项图中电路的连接符合上述要求及安全用电原则的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】按照安全用电的原则，开关应接在火线上；由题意可知，开关闭合时，插线板的插孔能提供电压，说明开关能控制插线板，即开关与插线板串联；三孔插座的接线原则是“左零右火上接地”。故B正确，ACD错误。故选B。 3．如图为家庭电路的一部分，当闭合开关，灯泡正常发光、不亮，再断开，保持闭合，用测电笔插入插座两孔氖管均发光，则电路故障原因可能是（　　） A．插座短路 B．bd间开路 C．df间开路 D．短路 【答案】B 【解析】闭合开关S1、S2，灯泡L1正常发光、L2不亮，说明ab向左的电路完好，ab向右的部分存在开路，断开开关S1，保持S2闭合，用测电笔插入插座两孔，两孔都与火线之间是连通的，氖管发光，说明ae和cf之间电路完好；若插座短路，则所有灯泡均不发光，故电路故障可能是bd间开路。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 4．如图所示是某人连接的家庭电路，各元件及线路完好，下列说法不正确的是（    ） A．火线和零线间的电压为220V B．三孔插座即使不接地，用电器也可以正常工作，并且安全 C．开关断开时，人接触b点会触电 D．开关断开时，人接触a点不会触电 【答案】B 【解析】A．火线和零线间的电压为220V，故A正确，不符合题意； B．家庭电路中，有金属外壳的用电器都用三线插头，当有金属外壳的用电器插入三孔插座时，金属外壳接地，防止外壳漏电时发生触电事故，故B错误，符合题意； C．由题图可知，开关S2断开时，虽然灯泡L2不发光，但火线没有被切断，所以人接触b点会触电，故C正确，不符合题意； D．由题图可知，开关S1断开时，火线被切断，人接触a点不会发生触电，故D正确，不符合题意。 故选B。 5．下图为某家庭的部分电路，闭合开关、，电灯与电热壶均正常工作，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯仍正常发光，拔出电饭煲的插头，用试电笔分别测试三孔插座的左右两孔，氖管均不发光。此时电路故障可能是（   ） A．A、B间断路 B．C、D间短路 C．电热壶断路 D．插座短路 【答案】A 【解析】家庭电路是并联的，在三孔插座上接入电饭煲后，电热壶突然停止工作，灯L仍正常发光，这表明电路出现了断路现象；灯L仍正常发光，说明、左边的火线、零线均正常；而把试电笔分别插入三孔插座的左右两孔，氛管均不发光，说明火线出现了断路现象，因此是、间发生了断路，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 6．如图所示为某家庭厨房电路，电灯和电热器都在正常工作。在三孔插座上刚插上电饭锅（开关未闭合）的插头时，所有用电器都停止工作，拔出电饭锅的插头后，用测电笔测试三孔插座的左右两孔，氖管都发光，发现有一根熔丝熔断了。下列分析不合理的是（　　） A．一定是零线上的熔丝熔断了 B．只断开S1，再用测电笔检测三孔插座的左右两孔，氖管都发光 C．只断开S2，再用测电笔检测三孔插座的左右两孔，氖管都不发光 D．同时闭合S1、S2，再用测电笔检测开关S1的两个接线柱，氖管都发光 【答案】C 【解析】A．插上电饭锅插头（开关未闭合）所有用电器停止工作，拔出后测三孔插座左右两孔氖管都发光。这是因为零线上的熔丝熔断了，原本零线不带电，现在通过用电器与火线连通，所以左右孔都能使氖管发光，故A不符合题意； B．只断开S₁时，灯泡被切断，三孔插座的右孔直接与火线相连，左孔依旧通过电热器与火线相连，测电笔都会发光，故B不符合题意； C．只断开S₂时，电热器被切断，三孔插座的右孔直接与火线相连，左孔通过灯泡也能与火线相连，氖管也会发光，并非都不发光，故C符合题意； D．同时闭合S₁、S₂后，因零线熔断，灯和电热器都与火线保持连接，开关S₁两接线柱等效均在火线上，测电笔都发光，故D不符合题意。 故选 C。 7．如图所示是某家庭电路的一部分，下列说法正确的是（　　） A．在甲处安装灯泡，乙处安装开关符合安全用电原则 B．当电冰箱接入三孔插座后，其金属外壳与中性线相连 C．若A处断开，使用该插座的电冰箱能工作但有安全隐患 D．若电冰箱外壳漏电，图中所示的保险丝会熔断 【答案】C 【解析】A．在家庭电路的安装规范中，为了保证用电安全，开关应该接在灯泡与火线之间，这样当开关断开时，灯泡与火线断开连接，人接触灯泡时不易触电，所以按照此原则，甲处应安装开关，乙处安装灯泡，故A错误； B．当电冰箱接入三孔插座后，其金属外壳应与地线相连，这样一旦电器漏电，电流可以通过地线导入大地，避免人体触电，而不是与零线（中性线）相连，故B错误； C．若A处断开，从电路连接角度看，电冰箱依然可以通过插座与火线、零线（中性线）构成回路，所以能工作，但是若电冰箱漏电，由于A处断开，电流无法通过A处所在线路进行正常的漏电保护，从而会有安全隐患，故C正确； D．若电冰箱外壳漏电，由于漏电电流一般不会使电路中的电流增大到足以熔断保险丝的程度，所以保险丝不会熔断，故D错误。 故选C。 8．图甲是某品牌的插座面板，将其正确接入家庭电路后，如图乙所示。当闭合开关后，下列说法正确的是（    ） A．洗衣机可以接在该插座上使用 B．合上开关后用试电笔测试插座的右孔，氖管不发光 C．若指示灯断路，该插座还可以使用 D．为了保持清洁，可用湿抹布擦拭插座面板 【答案】C 【解析】A．家用洗衣机有金属外壳，容易发生漏电，应接入三孔插座，故洗衣机不可以接在该插座上，故A错误； B．插座的左孔接零线，右孔接火线，所以试电笔插入插座的右插孔氖管发光，该插座的右孔接在火线上，用试电笔测试插座的右孔，氖管会发光，故B错误； C．若指示灯断路，指示灯和插座并联，该插座仍能使用，故C正确； D．由于水是导体，用湿抹布擦拭插座面板可能会导致触电事故。因此，为了安全起见，我们不应该用湿抹布擦拭插座面板，故D错误。 故选C。 9．（2025·湖南邵阳·三模）如图所示的家庭电路中，接线正确的元件是（　　） A．空气开关 B．灯泡和控制灯泡的开关 C．两孔插座 D．三孔插座 【答案】B 【解析】A．空气开关应串联在火线上，图中空气开关接在地线上，故A错误； B．控制灯泡的开关应接在火线与灯泡之间，这样断开开关时，能切断火线，保证用电安全。图中灯泡和控制灯泡的开关符合此规则，故B正确； C．两孔插座的正确接法是“左零右火”，图中两孔插座的接线不符合此规则，故C错误； D．三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”，图中三孔插座接线不符合该规则，故D错误。 故选B。 10．（2025·河南驻马店·模拟预测）小美家安装的电能表如图甲所示，书房灯L及三孔插座的安装电路如图乙所示，为保证安全用电，下列说法正确的是（　　） A．电能表是测量电功率的仪表 B．三孔插座的安装不符合安全用电原则 C．若保险丝熔断，可用铁丝代替 D．a端应接火线，b端应接零线 【答案】D 【解析】A．电能表是测量该电路中用电器消耗电能的仪表，故A错误； B．三孔插座符合“左零右火上地”接线方法，符合安全用电原则，故B错误； C．保险丝的熔点较低，能在电流过大时自动熔断以保护电路；铁丝电阻小、熔点高，不能在电流过大时自动切断电路，无法起到保险作用，若保险丝熔断，不能用铁丝代替，故C错误； D．为防止触电，家庭电路中开关应接在火线与用电器之间，因此图乙中a端应接火线，b端应接零线，故D正确。 故选D。 11．（2025·山西朔州·二模）如图为“儿童安全插座”，它具有保护门双层互锁功能，能有效防止触电事故的发生。下列相关说法正确的是（　　） A．“儿童安全插座”的白色保护门属于导体 B．“儿童安全插座”与家庭电路中其他用电器串联 C．用试电笔笔尖插入L孔，正常情况下试电笔氖管会发光 D．若“儿童安全插座”发生短路，家庭电路的空气开关不会“跳闸” 【答案】C 【解析】A．“儿童安全插座”的白色保护门属于绝缘体，不容易导电，故A错误； B．“儿童安全插座”与其他用电器互不影响，所以是并联的，故B错误； C．三孔插座中，左零右火，上接地，用试电笔笔尖插入L孔，火线、人体、大地构成回路，因此氖管发光，故C正确； D．若“儿童安全插座”发生短路，电路中电流会过大，因此家庭电路的空气开关会“跳闸”，故D错误。 故选C。 12．（2025·辽宁抚顺·模拟预测）如图所示的轨道插座可以按照用户用电需求在轨道上增减、移动插座。以下关于轨道插座的使用，符合安全用电原则的是（    ） A．用湿手将插座从轨道上拔离 B．若插座起火，应立即切断电源 C．增加插座使多个大功率用电器同时使用 D．用试电笔接触火线氖管发光时，不会有电流通过人体 【答案】B 【解析】A．生活用水是导体，用湿手将插座从轨道上拔离，会使人触电，故A不符合题意； B．若插座起火，应立即切断电源，不能用水泼灭，故B符合题意； C．增加插座使多个大功率用电器同时使用，容易造成用电器的总功率过大，使空气开关跳闸，故C不符合题意； D．用试电笔接触火线氖管发光时，人与试电笔串联在电路中，有电流通过人体，故D不符合题意。 故选B。 13．如图是揭阳某同学家的家庭电路的部分电路图，下列说法中正确的是（　　） A．中性线和保护线之间电压是220V B．丁灯的安装及开关的连接是正确的 C．两孔插座和三孔插座的连接都是正确的 D．用试电笔正确接触M和N点时，试电笔的氖管均不发光 【答案】B 【解析】A．在家庭电路中，火线和地线之间的电压是220V，而零线（中性线）和地线之间的电压是0V，故A错误； B．在家庭电路中，开关控制灯泡时，开关应接在灯泡和火线之间，这样当开关断开时，灯泡与火线断开连接，可防止人接触灯泡时触电。从图中可以看出丁灯的接法符合这一要求，所以丁灯的安装及开关的连接是正确的，故B正确； C．在家庭电路中，两孔插座应按照“左零右火”的原则连接，从图中可看出两孔插座连接不符合这一原则，故C错误； D．试电笔接触火线时，氖管会发光，接触零线时，氖管不发光。图中M点在火线上，所以用试电笔正确接触M点时，试电笔的氖管会发光；N点在零线上，用试电笔正确接触N点时，试电笔的氖管不发光，故D错误。 故选B。 14．如图所示的电路是家庭电路的一部分，电工师傅按下面的顺序进行检测：①闭合S1，灯L1亮；②断开S1，闭合S2，灯L1不亮，灯L2不亮；③用测电笔测a、b、c、d四个接线点，测电笔只在c点不发光。若电路中只有一处故障，则故障可能是（　　） A．灯L2短路 B．c点左侧的零线断路 C．灯L2所在支路断路 D．c、d两点间断路 【答案】D 【解析】A．若灯短路时，电路的电流会很大，将保险丝烧断，火线断开，则a、b、c、d测电笔均不发光。故A不符合题意； B．闭合，灯亮，电路中有电流，说明电路为通路，从保险丝以及点左侧的零线都没有断路，故B不符合题意； C．若灯所在支路开路，则点氖管不发光，故C不符合题意； D．若、两点间断路，闭合，灯亮；断开，闭合，灯所在支路因、间断路而不通，灯不亮；用测电笔测、、点时，都与火线连通，测电笔发光，测点时，与火线不连通，测电笔不发光，故D符合题意。 故选 D。 15．小明家安装的书房灯L及三孔插座的安装电路如图所示。下列说法正确的是（　　） A．a端应接零线，b端应接火线 B．把三孔插座上孔内导线与大地相连，能避免用电器外壳带电对人造成的伤害 C．若保险丝熔断，可换用更大规格的保险丝替换 D．用试电笔测三孔插座右孔时，手要握住金属笔尖氖管才能发光 【答案】B 【解析】A．为防止触电，家庭电路中开关应接在火线与用电器之间，因此图中a端应接火线，b端应接零线，故A错误； B．三孔插座上方插孔内导线与大地相连，避免用电器外壳带电对人造成伤害，故B正确； C．如果换用更大规格的保险丝，它就不能在原定的安全电流下熔断，起不到保险作用，极易发生火灾，故C错误； D．用试电笔测三孔插座右孔时，手要接触金属笔尾氖管才能发光，不能接触金属笔尖，故D错误。 故选B。 16．如题所示，为某同学设计的部分家庭电路示意图，其中电器元件连接不正确的是（　　） A．带开关的灯泡 B．双孔插座 C．空气开关 D．三孔插座 【答案】A 【解析】A．开关装在连接灯泡的零线上，当开关断开时，灯泡还与火线相连，接触灯泡有触电危险，电器元件连接不正确，故A符合题意； B．按安全用电原则，双孔插座中，左孔与零线相连，右孔与火线相连，以便将用电器连入电路，电器元件连接正确，故B不符合题意； C．空气开关是保险丝的升级替代品，装在干路上，在电路中电流过大时自动切断电路，电器元件连接正确，故C不符合题意； D．按安全用电原则，三孔插座中，左孔与零线相连，右孔与火线相连，中间孔接地线，电器元件连接正确，故D不符合题意。 故选A。 17．如图所示是小明家的部分电路，下列有关说法正确的是（    ） A．若be间断路，灯L2仍可正常工作 B．若cd间断路，则插在三孔插座上的用电器能工作但有触电风险 C．若保险盒内的保险丝熔断了，只要更换保险丝就可以了 D．若两开关闭合，灯L1亮、L2不亮，用试电笔检测三孔插座左、右孔，氖管均发光，则可能是进户零线断路 【答案】B 【解析】A．若be间断路，则L2支路零线断开，回路不完整，则L2无法工作，故A错误； B．cd间断路为地线断路，用电器的火线和零线仍接通，则用电器仍可工作，但用电器的金属外壳漏电时无法接地，存在触电风险，故B正确； C．保险丝熔断了，需要先排查电路中电流过大的原因，整改后再更换保险丝，否则直接更换会重复熔断，故C错误； D．进户零线断路会导致所有支路中的用电器都不工作，L1仍亮说明故障为局部零线断路，如L2支路零线断开，非进户零线断路，故D错误。 故选B。 18．（2025·江苏无锡·二模）小明家正在进行新房装修，需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了如图甲所示的电路，S1和S2是单刀双掷开关，图乙是已经安装的电能表。下列说法正确的是（    ） A．若用电器消耗5kW·h的电能，电能表转盘转900转 B．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铁丝代替 C．该电能表能通过的最大电流为10A D．a端应该接火线，b端接零线 【答案】D 【解析】A．乙图中电能表参数为3000r/kW·h，即用电器每消耗1kW·h电能，转盘转3000r。若用电器消耗5kW·h的电能，则电能表的转盘应转15000 r，故A错误； B．熔断器中熔丝熔断后应更换相同规格的熔丝，严禁用铜丝或铁丝代替，故B错误； C．由图乙可知，该电能表允许通过的最大电流为20A，故C错误； D．为保证安全用电，家庭电路中开关应接在火线上，灯泡接在零线上。所以甲图中a端应该接火线，b端接零线，故D正确。 故选D。 19．（2025·广东广州·二模）小伟设计了一个如图所示的家庭模拟电路，电路符合安全用电标准。将模拟电路的插头插入家庭电路中，闭合开关S，灯泡发光；家用电器插入模拟电路插座时均不能工作，用试电笔检测模拟电路插座的两孔，氖管均不发光。若电路中只有一处故障，则关于模拟电路的说法正确的是（　　） A．插脚E应连接火线 B．可能是插座出现短路 C．可能是bc间断路 D．可能是gd间断路 【答案】D 【解析】A．根据安全用电原则，插座的左孔应接零线，右孔接火线，右孔最后连接到了F，故F为火线，故A错误； B．若插座短路，会导致保险丝熔断或空气开关跳闸，整个电路都会断电，一开始灯泡发光是不可能的，故B错误； C．若bc间断路，右孔仍与火线相连，试电笔插入后氖管发光。灯泡所处电路完整，未断开，bc间断路不影响灯泡的发光，故C错误； D．若gd间断路，会导致插座右孔与火电断开、不带电（试电笔插入后氖管不发光），左孔与零线相连（试电笔插入后氖管不发光），灯泡所处电路完整，未断开，gd间断路不影响灯泡的发光，故D正确。 故选D。 20．（2025·江苏无锡·二模）小明设计了一种晚上自动给花草浇水电路，要求浇花器仅在土壤过于干燥的夜间才开始工作，对花草进行浇水。光控开关在天黑时闭合，湿敏开关在土壤过于干燥时闭合，下列电路能满足上述条件的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】由题知当土壤过于干燥的夜间，浇花器才开始工作，白天，即使土壤干燥，浇花器也不工作，说明两个开关不能独立工作，即两个开关应串联，并且与火线相连，再和浇花器串联，故A符题意，BCD不符合题意。 故选A。 21．（2025·山西吕梁·二模）某项目化学习小组的同学，为一房间设计了如图所示的四种电灯，你认为其中符合安全用电要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【解析】A．图中显示保险丝安装在火线上，符合安全用电要求；灯泡的开关与火线相连，灯泡另一端接零线，这种连接方式能确保断开开关时灯具不带电，符合安全用电要求，故A符合题意； BCD．开关接在零线上，即使断开开关灯具仍与火线相连，存在触电风险；保险丝接在零线上，当电路过载熔断时，设备仍与火线相连，无法提供有效保护，故BCD不符合题意； 故选A。 22．（2025·湖南永州·二模）某同学家正在进行新房装修，他设计了如图所示的电路，和是单刀双掷开关。关于家庭安全用电，下列说法正确的是（　　） A．若熔断器的熔丝熔断了，可以用铜丝代替 B．端应该接零线，端接火线 C．三孔插头中长的那个插头接地线 D．生活电路电压只有，属于低压，对人体是安全的 【答案】C 【解析】A．铜丝的电阻较小，相同条件下产生热量较少，且熔点高，电流过大发热时不能及时熔断来保护电路，若熔断器的熔丝熔断了，不能用铜丝代替，故A错误； B．控制灯的开关要接在火线上，断开开关时使灯与火线断开，更安全，所以，端应该接火线，端接零线，故B错误； C．三孔插头中长的那个插头接地线，在用电器与火线接通前，先使其外壳接地，防止外壳漏电时发生触电事故，故C正确； D．对人体安全的电压不高于36V，生活电路的电压为220V，属于低压，但是，直接接触对人体是有危险的，故D错误。 故选 C。 23．（2024·河南·三模）小明设计了一种地下通道用的照明电路图，用两个声控开关控制一盏灯，从地下通道任意一端进入通道，发出响声，可使该端的声控开关闭合，灯都能发光。下列电路图中，既符合上述设计要求，又符合安全用电要求的是（    ） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】用两个开关控制一盏灯，闭合任意一个开关，灯都能发光，说明两开关应并联再与灯连接，根据安全用电的原则，开关控制火线，故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 24．家里要准备装修新房了，小明同学想利用所学的物理知识设计家庭电路的一部分，如图所示。请帮他按顺序标注图中1、2、3、4方框内的元件名称，正确的是（　　） A．保险盒、灯、开关、插座 B．电能表、插座、灯、开关 C．保险盒、插座、灯、开关 D．电能表、插座、开关、灯 【答案】D 【解析】进户火线和零线先接电能表，所以1是电能表；2左边接零线右边接火线，与其它用电器并联，所以是插座；3、4串联，是灯和控制灯的开关，为了安全，应将开关接在火线上，所以3是开关，4是灯。 故选D。 25．（2024·湖北·一模）小阳给自家院子设计了一种照明电路，用两个延时开关控制一盏灯。夜晚回家时先闭合院门处的延时开关，照明灯亮，进屋后院门处的延时开关自动断开，照明灯灭；夜晚出门时先闭合家门处的延时开关，照明灯亮，出院子后家门处的延时开关自动断开，照明灯灭。下列电路图中，既符合上述设计，又符合安全用电要求的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【解析】BC．为了防止开关断开时灯泡仍然带电，要将开关接在灯泡与火线之间，故BC不符合题意； A．两个开关串联，需要同时闭合两个开关灯才能亮起，故A不符合题意； D．两个开关并联，灯接在干路上，闭合任意一个开关，灯都能亮起，故D符合题意。 故选D。 26．（2025·河南驻马店·三模）（多选）如图所示是家庭电路的示意图，用试电笔接触e点时氖管发光。下列说法正确的是（　　） A．进户线b是火线 B．同时使用的用电器的总功率越大，电能表的转盘转得越快 C．同时使用的用电器过多时，漏电保护器会立即切断电路 D．站在地面上的人若不慎触碰到f点，则通过c点的电流小于通过d点的电流 【答案】BD 【解析】A．开关与用电器串联后接在火线上，试电笔接触e点时氖管发光，所以是火线，故A错误； B．电功率是表示电流做功快慢的物理量，同时使用的用电器的总功率越大，相同时间内消耗的电能也就越多，电能表的转盘转得就越快，故B正确； C．同时使用的用电器过多时，干路中的电流很大，空气开关会跳闸，漏电保护器不会跳闸，故C错误； D．站在地面上的人若不慎触碰到点，人会触电，火线中的电流等于通过零线的电流与通过人体的电流之和，则通过点的电流小于通过点的电流，故D正确。 故选BD。 27．（2025·江西吉安·二模）（多选）如图所示，是家庭电路正常连接时部分电路结构示意图，下列说法正确的是（　　） A．图中闭合某支路开关，试电笔测插座两孔氖管均发光，则是入户零线断路 B．图中的保险丝要选择导电性良好的铜丝，以减少电能的损耗 C．图中两孔插座的左孔连接的是火线 D．应在图中b处接入开关来控制灯泡 【答案】AD 【解析】A．图中闭合某支路开关，试电笔测插座两孔氖管均发光，说明电路中有电，则电路故障是入户零线断路，故A正确； B．图中的保险丝要选择电阻率较大、熔点较低的铅锑合金制成，电流过大时能正常熔断，不能用电阻率小的铜丝制作，故B错误； C．图中的两孔插座的左孔连接的零线，右孔连接的是火线，故C错误； D．应在图中b处与火线相连，接入开关来控制灯泡，符合安全用电原则，故D正确。 故选AD。 28．电在生活中无处不在，我国家庭电路的电压是 V，现代家庭中用电器非常多，如图所示，正在工作的电吹风和计算机是 联的。 【答案】220 并 【解析】[1]我国家庭电路的电压为220V。这是标准的电压值，确保了各种家用电器能够正常工作。 [2]正在工作的电吹风和计算机可以独立工作，互不影响，则是并联的。 29．（2025·安徽·二模）如图所示的电路中，开关处于闭合状态，照明灯突然熄灭，但插座上连接的电视机还能正常工作，则故障可能是灯泡 （选填“短路”或“断路”）。 【答案】断路 【解析】由图可知，照明灯与插座并联，即照明灯与插座上连接的电视机并联；当灯泡短路时，照明灯与插座上连接的电视机同时被短路，照明灯与插座上连接的电视机都不能工作，不符合题意；当灯泡断路时，照明灯熄灭，插座上连接的电视机不受影响，仍正常工作，符合题意。 30．家庭电路中，灯泡、电冰箱、电视机等各个用电器之间都是 （选填“串联”或“并联”）的；各个用电器的开关与相应用电器是 （选填“串联”或“并联”）的。 【答案】并联 串联 【解析】[1]在家庭电路中， 灯泡、电冰箱、电视机等各个用电器之间都是并联 的。因为并联电路中各用电器之间互不影响，一个用电器不工作，其他用电器仍能正常工作，这样能保证每个用电器都可以独立控制，且在额定电压下工作。 [2]为各个用电器的开关与相应用电器是 “串联” 的。只有开关与用电器串联，才能通过开关的闭合或断开，控制用电器的通断。 31．放学回家随手开亮客厅的灯，洗完头又用电吹风把头发吹干——这些每天都在做的小事里，其实藏着很多物理知识。 (1)我国家庭电路的电压一般是 ，当家里多开一盏照明灯时，干路上的电流大小将 。 (2)如图为电吹风机简化电路图，接通电源，要想吹热风，需要闭合的开关是 ，此时电热丝与电动机的连接方式是 联。 【答案】(1)220 变大 (2) S、 并 【解析】（1）[1]根据常见的电压可知，我国家庭电路也叫照明电路，电压一般是220V。 [2]家庭电路中，各用电器都是并联的关系，并联电路干路电流等于各支路电流之和，因此当家里多开一盏照明灯时，干路上的电流将变大。 （2）[1][2]如图可知，当开关S、都闭合时，电热丝和电动机并联，电热丝发热，电动机吹风，此时吹热风。 32．小明将保险丝甲、开关乙和三孔插座丙分别接入如图所示的家庭电路图中，其中连接错误的是 （选填“甲”“乙”或“丙”）。 【答案】乙 【解析】家庭电路中，保险丝应串联在火线上，这样当电路中电流过大时，保险丝熔断能切断火线，起到保护作用，甲连接正确；开关应接在火线和灯泡之间，这样断开开关时，能切断火线，防止人接触用电器时触电，乙连接错误；三孔插座的正确接法是“左零右火上接地”，丙连接正确。 33．如图是新安装的照明电路，其中某个灯泡发生了故障。小明学习电工的检修方法，在保险丝处接入一个“220V  40W”的灯泡。当只闭合S、S1时，L0和L1都呈暗红色，则L1 ；当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光，则L2 （以上两空均选填“断路”、“短路”或“正常”）。 【答案】正常 短路 【解析】[1]当只闭合S、S1时，L0和L1都呈暗红色，此时电路是通路，L0和L1串联分压，小灯泡无法正常发光，则原电路中L1能正常工作。 [2]当只闭合S、S2时，L0正常发光，L2不发光，电路中有电流，则L2发生了短路，使L0直接接在电源两端，正常发光。 34．小明家的电能表如图所示，他要用电能表和秒表测某一用电器的实际电功率。在用电高峰时，他只让规格为“220V 1000W”的电热水壶单独工作，测得在200s内电能表的转盘恰好转81圈。此时该电热水壶工作时的实际电压 V（假设电水壶电阻不变）。他家饭厅的电路简化为图所示，其中有两处设计不合理，其一是 ；其二是插座不符合“左零右火”设计。如果保险丝烧断，电路其他部分连接完好，在断开开关S后，用试电笔检测灯座的E和F接线柱，能使试电笔的氖管发光的接线柱是 （选填“E”、“F”、“E和F”或“均不能”）。 【答案】198 保险丝的位置接错 E和F 【解析】[1]电能表的转盘恰好转81圈消耗的电能为 该电热水壶的实际功率为 电热水壶的电阻为 实际电压为 [2]为了保证电路安全，保险丝应串联在火线上，因此他家电路的不合理之处是保险丝接在零线上。 [3]如果保险丝断了，零线走不了，再断开开关S后，火线可通过电冰箱到氖管所接的接线柱F，则氖管发光，火线的电流通过氖管再经过人体导向大地，是闭合回路，E同理，故能使试电笔的氖管发光的接线柱是E和F。 35．（2025·陕西西安·二模）请用笔画线代替导线将如图电路连接完整，要求符合安全用电原则，开关只控制灯泡。 【答案】 【解析】三孔插座的接法：左边接零线，中间接地线，右边接火线；家庭电路中，开关控制灯泡时，开关与灯泡串联，火线首先接开关，再接灯泡顶端金属点，最后从螺旋接头接在零线上。如图所示： 。 36．作图题： (1)请根据如图所示的实物图，画出相应的电路图； (2)在如图所示是未完成连接的实物电路图，请在图中用笔画线代替导线按要求完成电路连接。要求：两灯并联，开关控制整个电路，电流表只测通过L2的电流，导线不能交叉。 (3)小明用两个单刀双掷开关、一个LED灯和若干导线，设计一个楼梯灯电路，无论是楼上或楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，请你根据小明设计的意图，用笔画线代替导线完成电路图。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）由图可知，灯泡和并联，电流表测量通过的电流，电流表测量干路电流，先画出其中一条支路，在并联上另一条支路，如图所示： （2）由题意知，两灯并联，开关在干路上控制整个电路；电流表只测通过的电流，则电流表与灯在支路上串联。如图所示： （3）由题意知，无论楼上还是楼下都可以任意开灯、灭灯，既可以在楼下开灯到楼上灭灯，又可以在楼上开灯到楼下灭灯，这说明楼上开关和楼下开关是串联的，所以应将两个单刀双掷开关用导线连接，即楼上、楼下两个上触点所在的开关用导线连接，楼上、楼下两个下触点所在的开关用导线连接；楼下开关与电源左端相连；开关控制灯泡时，开关和灯泡是串联的，所以需将楼上开关与LED灯串联，再将LED灯的另一端与电源右端连接。如图所示： 37．在图中用笔画线代替导线，将亮度可调台灯（螺口灯泡）接入电路，要求顺时针旋转旋钮时灯泡变亮。 【答案】 【解析】若顺时针旋转旋钮时灯泡变亮，说明电路中电流变大，电位器连入电路的电阻应变小，需要将左边两个接线柱接入电路；为了安全，调光开关要接在火线与灯泡之间，灯泡的螺旋套接零线，如图所示： 38．图所示为航航家房间内的实物电路，请你把开关、螺口灯泡、带开关的插座正确接入图中。 【答案】 【解析】对于螺口灯泡：火线先进入开关，再进入灯泡顶端的金属点，零线直接接入灯泡的螺旋套，这样在断开开关时能切断火线，接触灯泡不会发生触电事故。 对于带开关的三孔插座：根据“左零右火上接地”，左孔接零线、上孔接地线、右孔通过开关连接火线。如图所示： 39．如图，请完成家庭电路的连接，要求：保险装置保护插座，开关只控制灯泡。 【答案】 【解析】灯泡的接线要求为：火线与开关串联，然后再接到灯泡顶端的金属点，零线直接与灯泡的螺旋套相连；安装三孔插座的接线要求为：左孔接零线，中间插孔与地线相连，右孔接火线；将保险丝接到火线上，如图所示： 40．用笔画线代替导线将图中的三孔插座、开关和一盏LED灯正确连接到电路中，其中开关仅控制LED灯。电路连接要符合安全用电原则。 【答案】 【解析】使用测电笔进行测试，发光的是火线，因此第一根线为火线，第二根线为零线，三孔插座按照左零右火上接地的规则接线，开关控制LED灯，开关应接在火线与LED灯之间，这样当开关断开时，LED灯不带电，然后LED灯另一端连接零线，如下图所示： 41．图中虚线框内是一台灯旋钮开关的内部电路简图，通过它可控制台灯的通断和亮度。请将电路图连接完整，使其符合安全用电的原则。 【答案】 【解析】根据题中要求，变阻器要控制台灯的亮度，应当与其串联，用电器的开关应该接到火线和用电器之间，台灯与零线相接，如图所示： 42．（2025·河南南阳·二模）如图甲是客厅里的带灯吊扇的开关实物图。S1控制电灯的通断，S2控制电风扇的通断，电灯和电风扇工作状态互不影响，三孔插座不受开关控制。请在图乙中将电路补充完整，要求符合安全用电原则。 【答案】 【解析】S1控制电灯的通断，S2控制电风扇的通断，电灯和电风扇工作状态互不影响，三孔插座不受开关控制，所以电灯和电风扇并联，开关在电灯的支路上，开关在风扇的支路上，根据安全用电原则，开关要与火线相连，三孔插座按照“左零右火上接地”接入电路。作图如下： 43．如图，请用笔画线代替导线，按照要求和安全用电原则连接电路。要求：1.将图甲中开关、灯泡接入家庭电路，开关控制灯泡通断；2.将图乙中三孔插座接入家庭电路，熔断器能保护三孔插座。 【答案】 【解析】灯泡接法，开关接在灯和火线之间，零线直接与灯泡的螺旋套相连；安装三孔插座的原则，左孔接零线，中间插孔与地线相连，右孔接火线，保险丝要接在火线上。如图所示： 44．为了节约用电，居民楼道安装声光控灯泡。“光控开关”在天黑时自动闭合，“声控开关”在有人走动发出声音时自动闭合。请连接电路，要求“天黑且有人路过时发声”时，灯泡才会发光；将三孔插座单独接入家庭电路中。 【答案】 【解析】关于声光控灯泡的连接，因为灯泡发光需要同时满足天黑和有人路过时发声，所以光控开关和声控开关应串联，根据安全用电原则，开关应接在火线上；关于三孔插座的连接，按照“左零右火中间接地”的接线方法连接。如图所示： 45．如图所示，某排插内部除了三孔插座外，还内置了一个USB接口，可以给其它电子产品充电；开关可以控制排插通、断电。请用笔画线代替导线将此电路图补充完整。 【答案】 【解析】三孔插座和供电模块可以独立工作，则两者是并联的，而三孔插座和供电模块由总开关控制，说明开关在干路上，且开关应接在火线上，由此按家庭电路连接的要求补画电路如图所示： 46．（2025·山东济南·三模）图甲为某款三孔插座。指示灯为额定电压为5V的LED灯，开关控制指示灯和三孔插座，在符合安全用电原则下，请在图乙中画出对应的电路图。 【答案】 【解析】开关应接在火线上，且同时控制指示灯和三孔插座；三孔插座的接线规则为“左零右火上接地”；LED灯（指示灯）需串联一个电阻（因LED额定电压5V，家庭电路电压220V，电阻用于分压），如图所示： 47． (1)如图-1所示，图甲为某景区的自动扶梯，它只在白天且有人时才开启，请你将图-1所示的电路图补充完整，以实现上述功能。（红外线自动开关在有人时闭合，无人时断开；可见光自动开关在白天闭合，夜晚断开） (2)如图-2所示，为了节约能源，宾馆的客房都配有房卡，只有把房卡插入插槽中，房间内的灯才能有电，请连接房间内的简化电路。 【答案】(1) (2) 【解析】（1）由题知，自动扶梯只在白天且有人时才开启，即、都闭合时，电动机才能工作，所以两开关应串联，如下图所示： （2）依题意得，房卡与开关同时控制电灯，则房卡、开关、电灯串联，为了通电安全，火线先连接房卡插槽，然后连接开关，最后经电灯到达零线，如图所示： 48．酒店房间设计有感应卡取电装置，它相当于智能开关。入住时将房卡插进卡槽，房间内的灯和插座才能正常工作；离房时抽出房卡，房间内的电源就会被切断。请将图中的电路连接完整，使插座正常工作。 【答案】 【解析】房卡（总开关）的连接：火线先经过房卡（因为开关需控制火线，保障安全），房卡作为总开关，控制整个房间的电路通断。灯泡与开关的连接：从房卡引出的火线支路先接开关，再连接灯泡的顶端金属点；灯泡的螺旋套连接零线。三孔插座的连接（遵循 “左零右火上接地”）：火线（经房卡后）连接插座的右孔；零线连接插座的左孔；地线连接插座的上孔。电路连接如图所示： 49．现在楼道内常用红外感应开关替代声控开关。白天光控开关断开，夜晚光线暗时，光控开关闭合；当有人进入楼道内时，红外感应开关闭合，没人时红外感应开关断开（光控开关用表示，红外感应开关用表示）。请你设计楼道内路灯电路。 【答案】 【解析】由题意可知，只有夜晚且有人进入楼道内时，楼道内路灯才亮，则光控开关和红外感应开关应串联共同控制路灯，两个开关接在火线与灯泡之间，如图所示： 50．物理实践活动中，小聪想设计一个台灯，由两个开关控制，当只闭合开关一时，调节滑动变阻器可以改变灯的亮度；当只闭合开关二，灯亮但是无法调节灯的亮度。请你帮小聪用画笔代替导线完成图所示的电路设计。 【答案】 【解析】开关应该接到火线和用电器之间；当只闭合开关一，调节它的旋钮（相当于移动滑动变阻器），可以改变灯的亮度，即说明开关一、滑动变阻器和灯泡串联；只闭合另一个开关二，灯也可以亮，但是无法调节灯的亮度，说明开关二与灯泡串联；如图所示： 51．小明家正在进行新房装修，遇到一些生活用电类的问题，学习完初中电学知识后，小明根据自己学到的知识进行了如下操作，让我们一起按要求完成下列小题。 (1)小明家需要安装一盏在一楼和二楼都能控制的楼梯灯，他设计了下列图片所示的电路，其中：S1、S2分别为一楼、二楼的开关（都是单刀双掷开关），要求拨动其中任意一个开关，都能改变电灯原来发光或熄灭的状态。四个电路中，能满足小明对楼梯灯的控制目的且符合用电安全原则的最佳方案是 。 A． B． C． D． (2)如图是某款带LED指示灯的开关。小明想用该开关控制一个“220V18W”的节能灯，已知：开关断开时，LED指示灯不亮，节能灯不工作；开关闭合时，LED指示灯亮，节能灯正常工作；若LED指示灯损坏，节能灯仍能在开关闭合时正常工作。请在图中画出符合安全用电要求的电路。 【答案】(1)B (2) 【解析】（1）家庭电路中，为了用电安全，开关必须接在相线上。这样当开关断开时，电灯与相线断开，人接触电灯不会触电。 A．如图，电路是断开的，灯泡不工作，当S1移到c触点或S2移到b触点，电路都是闭合电路，灯泡都能正常工作，但是开关接在了中性线上，不符合安全用电的要求，故A不符合题意； B．如图，开关接在相线上，符合安全原则，且拨动任意一个开关（S1或S2），都能改变电路通断，从而改变电灯的发光或熄灭状态，满足控制要求，故B符合题意； C．如图，电路是断开的，灯泡不工作，当 S2移到b触点，灯泡正常工作，但如果是S1移到c触点，会造成电源的短路，烧坏电路，故C不符合题意； D．如图，电路断路，灯泡不能工作，无法实现“拨动任意一个开关都能改变灯的状态”，故D不符合题意。 故选B。 （2）由题意知“若LED指示灯损坏，节能灯仍能在开关闭合时正常工作”可知，LED指示灯与节能灯并联；由“开关断开时，LED指示灯不亮，节能灯不工作；开关闭合时，LED指示灯亮，节能灯正常工作”，可知，开关在干路上，LED指示灯与保护电阻串联，如图所示： 52．小明家的客厅中有一台电视机、一盏吊灯。其中电视机接入墙上的插座中，吊灯由一个开关单独控制，如图所示。 (1)请用笔画线表示导线，将吊灯和开关、插座接入家庭电路中 。 (2)小明发现家里客厅的灯比卧室的灯亮，这主要是因为 。 (3)小明家参与了长春市“地球一小时”活动，熄灯是通过减少 的方法来节约电能的。在熄灯一小时的时间里，共节省了的电能，这些电能可供的灯泡正常工作 。 【答案】(1) (2)客厅灯的实际功率大 (3)通电时间 12.5 【解析】（1）开关与吊灯应串联连接，开关接在火线的一端；两孔插座左孔接零线，右孔接火线，作图如下： （2）灯泡的亮度与实际功率有关，客厅的灯比卧室的灯亮，这是因为客厅灯的实际功率更大。 （3）[1]电能的消耗量与功率和时间有关，熄灯是通过减少通电时间的方法来节约电能。 [2]这些电能可供的灯泡正常工作的时间为 53．新国标《电动自行车安全技术规范》中要求：电动自行车电池电压不超过48V。某品牌电动自行车的部分参数如下表所示： 整车质量 50kg 最高车速 蓄电池容量 充电效率 75% 若质量为60kg的小明骑行该车时，每个轮胎与地面接触的面积为，取，则该车行驶时对地面的压强为 Pa。当电动自行车显示电池电量为时，小明对其充电，充满电共耗电，小明认为该电动自行车超标，原因是电池电压为 V。 【项目拓展】 （1）电动自行车电池不能长时间充电，为了安全，小明设计了如图丙所示的定时自动充电器。当定时器中有电流通过时，就会停止充电。下面说法正确的是( )（填字母）。 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．如果在处安装一个开关，断开此开关则停止充电 （2）小明想在自家的车库内充电，发现车库内只安装了电灯，没有插座，于是小明想在如图丁所示的原有线路上安装一个双孔插座，应安装在 （填“”“”或“”）之间。 【答案】1.1×105 60 C ac 【解析】[1]电动自行车对地面的压力等于人和车的总重力，即F=G总=(m人+m车)g=(60kg+50kg)×10N/kg=1100N 受力总面积S=2×50cm2=100cm2=10-2m2 所以该车行驶时对地面的压强 [2]电动自行车的电量由80%增加到100%，增加了20%，充入电池的电量为W=0.32kW·h×75%=0.24kW·h=8.64×105J 蓄电池实际储存的电能W满=5W=5×8.64×105J=4.32×106J 由于电池的容量不变，所以W满=UIt=U×20A×3600s=4.32×106J 得到U=60V。 （1）[3]A．由电路图可知，定时器与充电器并联，故A错误； B．充电时定时器中不能有电流通过，所以定时器在电路中相当开路，故B错误； C．当定时器中有电流通过时，充电就会被断开，将充电器短路，使充电器不能工作，故C正确； D．如果在b处安装一个开关，断开此开关，由于定时器与充电器并联，则充电器仍然连入电路，故充电器不会停止充电，故D错误。 故选C。 （2）[4]插座按照左零右火接线，故左边接在c处，因为开关只控制灯泡，故右边接在a处，应安装在ac之间。 54．智能家居是以住宅为平台，利用综合布线技术、网络通信技术、安全防范技术、自动控制技术，将家居生活相关的设备集成起来，构建可集中管理、智能控制的住宅设施管理系统，从而提升家居的安全性、便利性、舒适性，并实现环保节能的居住环境。 (1)如图甲为小明同学家的家庭电路的电路图。在虚线框①②③处安装设备正确顺序是______（只有一个选项正确） A．保险丝　总开关　电能表 B．电能表　总开关　保险丝 C．总开关　电能表　保险丝 D．总开关　保险丝　电能表 (2)小明家厨房的抽油烟机安装了探测燃气浓度的探测器，其核心原部件为气敏传感器，当燃气浓度过高时，探测器就会被触发，对外发出声光报警信号，同时可以自动启动排风设备，保证安全。气敏电阻是由 （选填“半导体”或“超导”）材料制成的。 (3)家庭电路中进户线的末端部分甲和乙可以______（只有一个选项正确） A．连入到邻居家电路 B．连在一个插座上 C．连在一个开关上 D．直接连到一起 (4)某天晚上小明妈妈在家里做饭时，抽油烟机和照明灯同时工作，将一个电水壶的插头插入图中三孔插座，闭合开关后，电水壶不工作，抽油烟机停止工作，照明灯仍然发光。小明分析是电水壶内部发生了短路，你认为小明的分析是 （选填“正确”或“错误”）的。小明拔下电水壶的插头，用试电笔分别插入插座的左孔和右孔，试电笔氖管均发光，则故障为 。（只有一个选项正确） A．进户零线断路　　B．CE间断路 C．BD间断路　　D．DF间断路 (5)小明家中想安装自动控制电灯，当屋内亮度不足时，会自动控制开启灯光。他找到了，电源（电压为18V）、开关、电阻箱（如图乙所示）、光敏电阻各一个，导线若干，设计如图丙所示的控制电路（虚线部分连接照明电路）。 查阅资料后获得光敏电阻的阻值与光照强度的关系表格如下。（其中E是表示光照强度的物理量，单位为cd，E值越大表示光照越强）。 光照强度E/cd 1 2 3 4 5 6 光敏电阻R/ 80 50 30 24 20 18 闭合开关S，当控制开关两端电压至少达到启动电压时，就会闭合控制开关，启动照明。家中某个位置的光照强度需要大于4cd，调节电阻箱的阻值为时，光照强度降为4cd刚好启动照明；家中另一位置的光照强度需要大于2cd，保持控制开关两端启动电压不变，应调节电阻箱的阻值阻最大为 。 【答案】(1)A (2)半导体 (3)B (4)错误 C (5)62.5 【解析】（1）在家庭电路中，电能表是用来测量消耗电能的仪表，应接在电路的最前端；总开关用来控制整个电路的通断，应接在电能表之后；保险丝能在电路中电流过大时自动熔断，切断电路，起到保护作用，应接在总开关之后。因此，虚线框①②③处安装设备的正确顺序是：保险丝、总开关、电能表。 故选A。 （2）气敏电阻是由半导体材料制成的，这种材料具有特殊的电学性质，当外界条件（如温度、光照、气体浓度等）发生变化时，其电阻值也会发生变化。 （3）家庭电路中进户线的末端部分甲和乙是火线和零线，它们之间不能连入到邻居家电路，也不能连在一个开关上，更不能直接连到一起（否则会造成短路）。它们应该分别接入家庭电路的火线和零线端，家庭电路中进户线的末端部分甲和乙可以并联插座或用电器。 故选B。 （4）[1]如果电水壶内部发生短路，短路电流很大，可能会导致保险丝熔断或空气开关跳闸，从而使得整个电路断电。但在这个情况下，照明灯仍然发光，说明整个电路并没有断电。因此，小明的分析是错误的，电水壶内部并没有发生短路。 [2]小明拔下电水壶的插头，用试电笔分别插入插座的左孔和右孔，试电笔氖管均发光，说明插座的火线正常，但零线可能存在问题。电水壶不工作，抽油烟机停止工作，照明灯仍然发光，说明进户零线到B点是没有断路的，应当是BD间断路。 故选C。 （5）闭合开关S，当控制开关两端电压至少达到启动电压时，就会闭合控制开关，启动照明。家中某个位置的光照强度需要大于4cd(对应的光敏电阻为24Ω)，调节电阻箱的阻值为30Ω时，光照强度降为4ca刚好启动照明；家中另一位置的光照强度需要大于2cd(对应的光敏电阻为50Ω)，保持控制开关两端启动电压不变，应调节电阻箱的阻值阻最大为 55．电动自行车因为具有轻便、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“刹车系统”。电动自行车刹车时，电动机必须断电。因此，人们在电动自行车左右两刹车手柄中各安装了一只开关S1和S2，S是用钥匙控制的电源开关。在行驶中用任意一只手柄刹车时，开关S1或S2断开，电动机立即断电。下列电路中符合这一要求的是________。 A． B． C． D． (2)电动自行车行驶时，速度不要太快，它的转速把手可以调节电动自行车的转速，转速把手相当于 （选填“电流表”或“滑动变阻器”）。 (3)了解“蓄电池”。电池说明书上的部分内容（注：额定电压：36V、“电池容量10A·h”，电能转化为机械能的效率）。若电池充满电后，储存的能量是 J，若电动自行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，该电动自行车最多连续行驶的距离是 m (4)深入了解。电动自行车电池不能长时间充电，为了电动自行车的充电安全，小组设计了如图1所示的定时充电器。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】 (5)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2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。 【答案】(1)A (2)滑动变阻器 (3) 24300 (4)C (5)ac、 【解析】（1）由题知，接通开关S，不刹车时电动车工作，任一只手柄刹车时，该手柄上的开关立即断开，电动机停止工作，说明两开关相互影响、不能独立工作，所以两开关、电动机应串联接在电路中，故选A。 （2）电动车的把手可以调节电动车的快慢，通过电动机的电流较大时，电动车较快，因此电动自行车的把手相当于滑动变阻器，通过改变电阻的大小，改变电路中电流的大小。 （3）[1]存储的电能 [2]电能转化为机械能的效率，所以电动车做的有用功 充满电时，电动自行车行驶的距离 （4）A．由电路图可知，定时器与充电器并联，故A错误； B．充电时定时器中不能有电流通过，所以定时器在电路中相当断路，故B错误； C．当定时器中有电流通过时，充电就会被断开，将充电器短路，使充电器不能工作，故C正确； D．如果在b处安装一个开关S，断开此开关，由于定时器与充电器并联，则充电器仍然连入电路，故充电器不会停止充电，故 D错误。 故选C。 （5）插座按照左零右火接线，故右边接在c处，因为开关只控制灯泡，故左边接在a处，因此插座应安装在ac之间，电路图如图 / 学科网（北京）股份有限公司 $