19.3 跨学科实践：为家庭电路做设计 课时作业（基础练）-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

2026年春季学期人教版九年级物理全一册19.3《跨学科实践：为家庭电路做设计》课时作业（基础练） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．关于家庭电路及安全用电，下列说法正确的是（　　） A．开关应接在零线和灯泡之间 B．总开关跳闸一定是某处短路了 C．用电器的金属外壳不需要接地 D．使用测电笔时手要接触笔尾的金属电极 2．在正常工作的家庭电路中，为了安全且快速地分辨出火线和零线，应选用的工具是（　　） A．电压表 B．电能表 C．试电笔 D．螺丝刀 3．随着新能源电动汽车销量增长，充电桩的安装得到了普及。据了解铝合金是充电桩外壳常用的材料，充电桩输出电压的范围是300~600V，峰值功率高达500kW。关于充电桩，下列做法不符合安全用电原则的是（　　） A．充电桩外壳常采用铝合金材料，所以安装时需连接地线 B．参考充电桩参数，应配套粗一些的导线更安全 C．若充电桩起火，不能应迅速用水扑灭 D．有经验的电工在维修充电桩时，不必断开电源 4．某同学想设计一个家庭厨房电路，现在有2000W的电磁炉一个，800W的微波炉一个，800W的电饭锅一个，100W的抽油烟机一台，10W的节能灯四盏，设计的导线横截面积合理．现给整个厨房电路配一个独立的空气开关，下列哪个规格的空气开关较合理 A．16A B．20A C．32A D．40A 5．只要你留心观察，就会发现物理就在我们身边。下列关于生活中物理量的估测，其中最不符合实际情况的是（　　） A．家用空调的电流大约5A B．我国家庭电路电压为220V C．电冰箱一天耗电大约1kW·h D．家用热水器功率约为20W 6．多控开关常用于家庭电路和商场楼宇中，以实现多个开关对同一用电器的独立控制。装修房子的小沈，在设计楼梯照明电路时，希望通过楼上楼下两个开关，随时独立操控灯泡亮灭，下面电路图正确的是（　　） A．   B．   C．   D．   7．下图是住宅户内配电系统方框图，对于该配电系统下列说法正确的是（　　） A．测电笔测试插座左孔，氖管会发光 B．E处应接入电能表，F处接入空气开关 C．电灯的控制开关与电灯可以互换位置 D．若漏电保护器自动跳闸，是因为接入了大功率用电器 8．下列有关安全用电和防雷的说法正确的是（　　） A．图甲：试电笔中的大电阻换成外形相同的20Ω电阻，不影响试电笔的安全使用 B．图乙：同一插座上所接用电器的总功率太大，可能烧坏用电器，引发火灾 C．图丙：插头上的绝缘皮破损容易造成短路 D．图丁：现代建筑上都装有避雷针，这样闪电就会避开建筑物，起到防雷作用 9．如图所示，将电水壶和白炽灯分别接在装有相同电能表的家庭电路中做实验，当它们正常工作时，发现与灯连接的电能表表盘转动得比较慢．下列说法正确的是（  ） A．白炽灯消耗电能比电水壶消耗电能少 B．通过电水壶的电流比白炽灯中的电流小 C．电水壶消耗电能比白炽灯消耗电能快 D．白炽灯两端的电压比电水壶两端的电压低 10．随着对刷牙的重视，电动牙刷已经进入到很多家庭。电动牙刷通过电动机芯的快速旋转或振动，使刷头产生高频振动，瞬间将牙膏分解成细微泡沫，深入清洁牙缝。电动牙刷由可充电电池、微型直流电动机、电池盒、牙刷头、金属护板及套筒等组成，牙刷柄上有强、弱转换模式开关，通过改变电流大小来改变电动机的振动快慢。以下电路图中，能符合设计要求的是（） A． B． C． D． 11．如图所示为某家庭中的电能表的表盘图片，下列说法中正确的是（　　） A．若电能表的转盘转得越慢，则表明用电器消耗的电能越少 B．所在家庭电路短时间内允许的最大总电功率为2200W C．到目前为止该家庭电路已消耗电能 D．若转盘转了150转，则这段时间内消耗的电能为 二、多选题 12．下列估测数据接近实际的是（    ） A．舒适的室温约为22℃ B．课桌的高度约150cm C．电热水器的功率约1000W D．通过人体的电流超过10mA时有生命危险 13．在生活中，我们有时会遇到以下几种情况，下述情况中可能引发家庭电路故障的是（　　） A．电路中增加大功率的用电器 B．插座中的两个线头相碰 C．开关中的两个线头相碰 D．户外输电线绝缘皮破损 三、填空题 14．如图甲是家庭连接的部分电路，A、B两接线点与火线相连的是______点；家里电能表如图乙，若正在使用的用电器的总功率是3600W，______（选填“能”或“不能”）添加功率为1000W的空调。 15．小康同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6V，电阻丝，，a、b是两个触点。闭合开关S、当开关接通触点______时，“电饭锅”的功率更大。将接入电路工作3min产生的热量是______J。 16．某电饭锅的额定功率为1000W，若家庭电路中只有电饭锅在烧水，如图电能表的转盘在一段时间正好转了300转，该电饭锅实际消耗电能为_____J。若家庭电路中的电压只有198V，电饭锅工作实际功率为_____W。 17．我国家庭电路中的电压为220V，若有一串小彩灯串联接入家庭电路中，每个小彩灯两端电压均为5V，则小彩灯的个数是______个，流经每个小彩灯的电流______（选填“相等”或“不相等”）。 18．小明家的电能表标有300 revs/(kW•h)，一次实践活动中测得该电能表的转盘在2 min内转了40圈，则2 min内电流做的功为______J，用电器的总功率为______W。他家客厅有三组六盏相同的白炽灯，由一个开关控制，其中有一盏不亮，另五盏正常发光（如图所示）。已知家庭电路电压为220 V，每只灯工作时电阻为1100Ω则此时通过开关的电流为______A，不亮的那一盏灯______ （断路/短路）了。 四、实验题 19．小明在学习短路对家庭电路的危害后，想探究保险丝的工作原理及作用，请你帮他完成下列实验。 【实验器材】低压电源（直流6 V）、开关、额定电流为1 A的保险丝、额定电压为6 V的灯泡、导线、电流表（演示电流表，量程）。 【进行实验】 （1）如图，在间接上一段保险丝，在间接入电流表，其他部分按图所示连接好。 （2）当开关闭合时，灯泡__________（选填“发光”或“不发光”），电流表__________（选填“有”或“无”）示数。 （3）断开开关，在B、D间接一根粗铜丝，闭合开关的瞬间，会观察到电流表的指针迅速摆动较大幅度，保险丝也随即熔断。 （4）小明又找来一根细铜丝代替保险丝接在C、D间，闭合开关，发现电流表的示数超过量程，灯泡__________（选填“发光”或“不发光”），细铜丝发热明显，粗铜丝发热不明显。 【分析论证】 （1）铜丝的电阻较小，闭合开关的瞬间，根据欧姆定律可知，线路中的电流较__________。 （2）实验中所用的细铜丝的电阻比粗铜丝的大很多，在电流相同时，根据可知，导体的电功率跟电阻成正比，所以细铜丝的电功率比粗铜丝的__________（选填“大”或“小”）很多，因此细铜丝的温度升高明显。 （3）根据上述分析可知，在没有保险丝的情况下，__________（选填“能”或“不能”）用铜丝代替保险丝。 20．将几十个小彩灯串联后接在家庭电路中，当其中一只小彩灯的灯丝烧断后，彩灯带中其它小彩灯不会熄灭，其原因是小彩灯内有一根表面涂有绝缘物质的细金属丝与灯丝并联，如图甲所示。当灯丝正常发光时，细金属丝与导电支架不导通；当灯丝烧断时，如果灯两端的电压高于一个定值U0，绝缘物质会被击穿，细金属丝与导电支架瞬间导通，使其它小彩灯仍能发光。为了研究小彩灯的这一结构，小阳找来一个彩灯串，观察发现每只小彩灯的额定电压均为5V。 （1）小阳找来的这种规格小彩灯，接入电压为220V的家庭电路中使用时，要保证每个小彩灯都能正常发光，需要用___________个小彩灯组成一个串联电路； （2）小阳用一个小彩灯连入如图乙所示的电路中，通过正确操作将测得的实验数据及观察到的现象记录在下表中； U/V 0.5 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.5 I/A 0.06 0.10 0.12 0.18 0.20 0.22 0 亮度 不亮 微红 亮度逐渐增大 不亮 ①小彩灯两端的电压为3V时，电流表示数如图丙所示，为___________A； ②小彩灯正常发光时的电阻为___________Ω； ③小彩灯两端的电压增大时，通过小彩灯的灯丝的电流跟小彩灯两端的电压___________（选填“是”或“不是”）成正比。 ④根据数据发现当电压U=7.5V时小灯不发光，说明此时___________ A．小彩灯灯丝烧断，但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿 B．小彩灯灯丝烧断，且细金属丝表面的绝缘物质已被击穿 C．因为小彩灯两端电压低于额定电压，所以不亮 D．小彩灯绝缘物质被击穿时两端的电压U0应该高于7.5V且小于220V 21．小洋同学在用电炉烧水时发现，将两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时，电阻小的电炉烧水要热得快些，即在相同时间内电阻小的电炉产生的热量多些．于是，小洋同学猜想“电阻越小，发热功率越大”．而小惠同学在观察电炉烧水时却发现电炉丝热得发红，而与它相连的导线却几乎不发热．于是，小惠同学猜想“电阻越大，发热功率越大”．现有：镍铬合金丝做的电阻R1和R2 ， 阻值分别为5Ω和10Ω；两个相同的容器中装有质量和初始温度都相同的煤油；温度计2支、滑动变阻器1个，电源1个、开关1个、导线若干． （1）为了验证小洋同学的猜想，请利用以上器材设计实验，用笔画线代替导线连接好图甲的电路_____．     （2）下表是验证小洋同学的猜想时得到的实验数据： 加热时间/min 0 8 16 24 R1所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 23.1 26.3 29.2 R2所在容器中煤油的温度/℃ 20.0 21.6 23.2 24.7 从上述实验数据分析发现，发热功率与电阻的关系是________ ．     （3）电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过比较________ 来比较电阻R1、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫________ 法     （4）为验证小惠同学的猜想，请在图乙的方框中画出实验电路图_______ ．     （5）通过上面的实验请你评价两位同学的猜想是否矛盾，并简要说明理由_________ ． 2 1 学科网（北京）股份有限公司 $ 2026年春季学期人教版九年级物理全一册19.3《跨学科实践：为家庭电路做设计》课时作 1．D 【详解】A．生活中为了防止触电，开关需要直接接在火线上，再接灯泡，最后将灯泡接在零线上，故Ａ错误； Ｂ．总开关跳闸也可能是电路中总功率过大导致电路中电流较大，引起跳闸，故Ｂ错误； Ｃ．用电器的金属外壳不接地时，万一用电器的外壳和电源火线之间的绝缘损坏，使外壳带电，人接触时电流就会经过人体流入大地，对人造成伤害，故Ｃ错误； Ｄ．使用测电笔时手要接触笔尾的金属电极，才能构成回路，使试电笔氖管发光，故Ｄ正确。 故选Ｄ。 2．C 【详解】A．电压表是用于测量用电器两端电压的仪器，故A不符合题意； B．电能表是用于测量消耗电能的仪表，故B不符合题意； C．试电笔是用于辨别火线和零线的仪器，故C符合题意； D．螺丝刀是拧螺丝用的工具，故D不符合题意。 故选C。 3．D 【详解】A．为用电安全，带有金属外壳的用电器要连接地线，故A不符合题意； B．充电桩工作时功率较大，使用时，通过配套导线的电流较大，根据焦耳定律可知，为减少导线发热，需减小导线电阻，所以应配套粗一些的导线，故B不符合题意； C．若充电桩起火，应先切断电源，而不能直接用水扑灭，故C不符合题意； D．有经验的电工在维修充电桩时，也要先断开电源，否则有触电危险，故D符合题意。 故选D。 4．B 【详解】根据题意知道，家庭所有用电器的总功率是： P总=2000W+800W+800W+100W+10W×4=4100W； 由P=UI知道，当这些用电器同时工作时，电路中的电流是： 故所选择空气开关允许的最大电流应略大于这一数值，且不宜太大，故只有B最合适． 5．D 【详解】A．家用空调的功率约1000W，则家用空调的电流 接近5A，故A不符合题意； B．我国居民用电的电压为220V，则家庭电路电压为220V，故B不符合题意； C．电冰箱功率约200W，是间歇式工作模式，一天工作约6h，耗电量 接近1kW·h，故C不符合题意； D．家用热水器功率较大，约为2000W，所以最不符合实际情况的是热水器的功率，故D符合题意。 故选D。 6．D 【详解】A．由A图所示，开关S1、S2和灯泡组成串联电路，根据串联电路特点，开关S1、S2必须同时闭合灯泡才能发光，独立操控灯泡亮灭，故A错误； B．由B图所示，开关S1和S2并联后再与灯泡串联，开关S1、S2只要闭合一个，灯泡就能一个发光，另一个闭合、断开均不影响灯泡亮灭，故B错误； C．由C图所示，开关S1和灯泡并联后S2再与灯泡、电阻组成串联。当开关S1、S2都闭合时灯泡短路或只闭合S1电路断路，灯泡不发光；只闭合S2灯泡发光，开关彼此影响灯泡亮灭，故C错误； D．由D图所示，S1和S2之间由并排两根导线，两开关只有两种情况，要么闭合时在同一导线上，要么闭合时不在同一导线上。若闭合时在同一导线上，灯泡发光；否则不发光，所以随时独立操控灯泡亮灭，故D正确。 故选D。 7．B 【详解】A．三孔插座的左孔接零线，测电笔测试插座左孔，氖管不会发光，故A错误； B．由家庭电路的安装顺序可知，电能表必须接入在电路的最前端，E处为电能表，F处为空气开关，故B正确； C．为了防止发生触电事故，开关应该连接在电灯与火线之间，两者位置不能互换，故C错误； D．若漏电保护器自动跳闸，可能是因为家用电器漏电，也可能是站在地上的人接触火线时发生了触电事故，故D错误。 故选B。 8．C 【详解】A．在使用试电笔时，试电笔的高值电阻和人串联在火线和大地之间，加在两者之间的电压是220V，此时试电笔的高值电限分担的电压很大，人体分担的电，压很小，通过人体的电流很小，管发光，不会发生触电事故，因此不能用外形相后的20Ω电阻替代，故A错误； B．电路中电流过大的原因有两个，一是短路，二是家中使用用电器的总功率过大。同一插座上所接用电器的总功率太大，会使电路中的电流过大，引起电路火灾，但不是烧坏用电器，故B错误； C．插头上的绝缘皮破损容易造成火线和零线接触，形成短路，故C正确； D．现代建筑上都装有避雷针，这样闪电产生的电流会通过避雷针导向大地，而不是使闪电避开建筑物，故D错误。 故选C。 9．C 【详解】A．由W=Pt可知，要比较消耗电能的多少，需要考虑时间因素，不知道时间，无法判断哪个消耗的电能多，故A错误； BC．电功率是表示电流做功快慢的物理量，因为与电水壶连接的电能表转盘转动得比较快，所以电水壶的额定功率大，电水壶消耗电能比白炽灯消耗电能快，电流通过电水壶做功比较快，由P=UI知通过电水壶的电流大，故B错误，C正确； D．我国家庭电路的电压为220V，电水壶和白炽灯的额定电压都为220V，所以它们分别接入家庭电路中，实际电压相等，都等于额定电压，故D错误． 10．A 【详解】A．由图知，只闭合下面的开关，电动机与定值电阻串联，再闭合上面开关，定值电阻被短路，只有电动机接入电路，两种情况下通过电动机电流不同，可以改变电动机旋转的快慢，故A符合题意； B．由图知，两开关、电动机以及定值电阻串联，只有两开关都闭合电路中电动机才能转动，且无法改变电动机旋转的快慢，故B不符合题意； C．由图知，只闭合下面开关时，只有电动机接入电路中，再闭合中间开关时，电动机与定值电阻并联，并联电路支路间互不影响，所以无法改变电动机旋转的快慢，故C不符合题意； D．由图知，电动机与定值电阻并联，开关单独控制电动机和定值电阻，所以无法改变电动机旋转的快慢，故D不符合题意。 11．D 【详解】A．电功率是表示电流做功快慢的物理量，若电能表的转盘转得越慢，则表明用电器的电功率越小，故A错误； B．由电能表表盘可知，短时间内允许通过的最大电流为20A，则该电能表允许接入用电器的最大电功率 P=UI=220V×20A=4400W 故B错误； C．电能表的最后一位数是小数，单位为kW⋅h，由图示电能表可知，电能表示数是6286.2kW⋅h，说明到目前为止该家庭电路已消耗电能为6286.2kW⋅h，故C错误； D．电能表表盘标识3000r/（kW⋅h），则转150转消耗的电能 故D正确。 故选D。 12．ACD 【详解】A．人体正常体温在37℃左右，感觉舒适的温度比人体温度低，约22℃左右，故A符合题意； B．正常人的身高约160cm，课桌的高度约为人身高的一半，为80cm，故B不符合题意； C．电热水器的功率约1000W~3000W，即1000W符合实际，故C符合题意； D．实验表明，通过人体的电流为1mA时，会使人产生麻的感觉，通过人体的电流超过10mA时，就能使人感到剧痛，甚至神经麻痹，呼吸困难，有生命危险，故D符合题意。 故选ACD。 13．AB 【详解】A．电路中增加大功率用电器，可能会导致用电器的总功率过大，进而导致电流过大，引发电路故障，故A符合题意； B．插座中的两个线头相碰，会造成电路短路，从而造成电流过大，引发电路故障，故B符合题意； C．开关中的两个线头相碰，会导致开关无法控制用电器，用电器将一直工作，但不会导致电流过大，不会引发电路故障，故C不符合题意； D．户外输电线绝缘皮破损，不会引起家庭电路中的电流过大，不会引发家庭电路故障，故D不符合题意。 故选AB。 14． B 不能 【详解】[1]开关与控制的灯泡串联。为了用电安全，开关一端接火线，另一端接灯泡，灯泡接零线，所以A、B两接线点与火线相连的是B点。 [2]由图乙可知，该电能表所在电路的最大功率为 因为3600W+1000W=4600W＞4400W 所以不能添加功率为1000W的空调。 15． a 648 【详解】[1]闭合开关S，当开关S1接通触点a时，R1连入电路中，当开关S1接通触点b时，R2连入电路中，已知R1的阻值较小，根据可知，当开关S1接通触点a时，“电饭锅”的功率更大。 [2]将R2接入电路工作3min产生的热量是 16． 3.6×105 810 【详解】[1]电能表的转盘转300转消耗的电能 [2]由得电饭锅的电阻 当家庭电路中的电压只有198V时，电饭锅工作实际功率为 17． 44 相等 【详解】[1]在串联电路中，总电压等于各用电器两端电压之和。已知家庭电路总电压为220V，每个小彩灯两端电压为5V，因此小彩灯个数为 [2]在串联电路中，电流处处相等，因此流经每个小彩灯的电流大小相等。 18． 4.8 × 105 4000 1 断路 【详解】[1]2 min内电流做的功 [2] 用电器的总功率 [3]通过每盏灯的电流 各灯是并联的，所以通过开关的电流 [4]不亮的那一盏灯如果发生短路，则整个电路短路，所以不亮的那一盏灯发生了断路故障。 19． 发光 有 不发光 大 大 不能 【详解】【进行实验】（2）[1][2]开关闭合后，电路形成完整通路，电流通过灯泡，所以灯泡发光；电流表串联在电路中，能测量电路中的电流，因此电流表有示数。 （4）[3]用细铜丝代替保险丝后，B、D间的粗铜丝使电路发生短路，电流不经过灯泡，所以灯泡不发光；此时电路中电阻极小，电流极大，会导致电流表超量程，细铜丝因电阻相对较大、电流大，发热明显。 【分析论证】（1）[4] 根据欧姆定律，电源电压U不变，铜丝电阻R较小，所以线路中的电流I较大。 （2）[5]根据，电流I相同时，电阻R越大，电功率P越大，细铜丝电阻更大，所以其电功率更大。 （3）[6]铜丝的熔点高，即使电流过大也不易熔断，无法起到保护电路的作用，因此不能用铜丝代替保险丝。 20． 44 0.16 25 不是 AD 【详解】（1）[1]每只小彩灯的额定电压均为5V，需要串接的灯数 （2）[2]由图丙的电流表知，电流表选用小量程，分度值为0.02A，示数为0.16A。 [3]根据表格数据知小灯泡的额定电流为0.20A，小彩灯正常发光时的电阻为 [4]由表格数据知，灯泡的电压增大，电流也增大，但电流与电压的比值不是一个定值，这说明通过小彩灯的灯丝的电流跟小彩灯两端的电压不是成正比。 [5]由题意知，当灯丝烧断时，如果灯两端的电压高于一个定值U0，绝缘物质会被击穿，细金属丝与导电支架瞬间导通，使其它小彩灯仍能发光。由表中数据可知，在7.5V时，小彩灯不亮，且小彩灯工作在家庭电路中，因此小彩灯绝缘物质被击穿时两端的电压U0应该高于7.5V且小于220V；且由表中数据可知，小彩灯两端电压为7.5V，电流为零，说明当电压为7.5V时灯丝烧断，小彩灯两端电压高于额定电压，但细金属丝表面的绝缘物质并没有被击穿，小灯不发光，故AD正确，BC错误。 21． 在电压相同时，电阻越小，发热功率越大 煤油温度变化大小 转换 两同学的猜想不矛盾，小洋的猜想是在电压相等的条件下得出的，在电压U相同的情况下，由P=知电阻越小功率越大；小惠的猜想是在电流相同的情况下得出的，在电流I相同的情况下，由P=I2R知电阻越大，功率越大． 【详解】试题分析：（1）由题要验证小洋的说法，两电阻应并联； （2）在相同时间内，煤油温度变化大，吸收热量多，电阻发热功率大；由表中数据知：在电压相同的情况下，阻值较小电阻烧瓶内的煤油温度变化快，说明电阻越小，发热功率越大； （3）通过比较相等质量的煤油温度变化大小，间接比较电阻产生的热量多少，这种方法叫转换法； （4）验证小惠的猜想，电阻应串联，让电路元件组成串联电路； （5）根据实验条件、实验现象分析两同学的结论． 解： （1）由题，两个阻值不同的电炉分别接到家庭电路中时，产生热量与电阻关系，所以验证时两电阻并联，实物连接如图所示： ； （2）没有温度变化快慢反应了电阻发热功率的大小，由表中数据，知：在电压相同的情况下，阻值较小的电阻烧瓶内煤油温度变化快，电阻发热功率大．结论：在电压相同的情况下，电阻越小，发热功率越大． （3）电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个实验中是通过比较煤油温度的变化大小来比较电阻R1、R2产生热量的多少，这种科学研究的方法叫转换法． （4）两电阻应串联，电路图如图所示： ； （5）两同学的猜想不矛盾，小洋的猜想是在电压相等的条件下得出的，在电压U相同的情况下，由P=知电阻越小功率越大；小惠的猜想是在电流相同的情况下得出的，在电流I相同的情况下，由P=I2R知电阻越大，功率越越大． 故答案为（1）见上图；（2）在电压相同时，电阻越小，发热功率越大；（3）煤油温度变化大小；转换．（4）见上图； （5）两同学的猜想不矛盾，小洋的猜想是在电压相等的条件下得出的，在电压U相同的情况下，由P=知电阻越小功率越大；小惠的猜想是在电流相同的情况下得出的，在电流I相同的情况下，由P=I2R知电阻越大，功率越大． 【点评】本题考查电路设计和连接、数据分析等．注意实验条件不同，实验现象、实验结论也不同：在电压U相同的情况下，由P=知电阻越小功率越大；在电流I相同的情况下，由P=I2R知电阻越大，功率越大 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $