第19章 第3节 跨学科实践：为家庭电路做设计-2025-2026学年九年级下册物理同步辅导（人教版）

第3 节 跨学科实践：为家庭电路做设计 知识梳理 一、项目提出 续表 每个家庭的用电情况是不一样的，假如你 分支回路 用电器及数量 总功率导线规格 家正准备装修改造，请你根据家里的用电需求 及所学知识为你的家庭电路设计一个安全、合 理的方案。 二、项目分析 1.为了使家庭电路更加安全、合理，设计时你觉 得应该主要考虑哪些因素呢？请写出一条并 干路 说明理由。过载保护，理由：可以防止火 灾，提高安全性。 四、展示交流 2.要想合理规划并设计室内的配电分支回路， 完成设计方案后，各小组之间进行展示与 首先可根据家里现有用电器，初步估算家 交流，可互检方案的可行性与安全性。 中的总体用电需求。 生活中的一些安全用电原则，例如： 三、项目实施 ·尽量不同时使用多个大功率用电器。 1.调查家庭用电需求，将信息填入下表。 ·不接触低压带电体，不靠近高压带电体。 家用电器 功率kW 数量 ·更换灯泡、搬动用电器前应断开电源 开关。 ·不弄湿用电器，不损坏绝缘层。 ·保险装置、插座、导线、家用电器等达到 使用寿命时应及时更换。 …… 2.合理规划配电分支回路。 我们在思想上要有安全用电意识，在行动 分支回路 用电器及数量总功率 导线规格 上要遵守安全用电原则。只有这样，我们才能 照明分支回路 享受电所带来的便利。 基础过关 1.家中的各种用电器正常工作时， (选 2.当用电器越多，干路中的电流越 (选 填“相互”或“互不”)影响，但某一个短路时， 填“大”或“小”)，导线电阻一定时，相同时间 会造成电流过大，导致空气开关跳闸。为了 产生的热量越 (选填“多”或“少”)， 检修方便，照明和插座等需要有各自独立的 因此，为保证用电安全，增加用电器时，需要 电流支路。 更换更 (选填“粗”或“细”)的导线。 3.(1)家庭电路的需求和电能 电子式单相电能表 续表 表的选择：下表是小林调查 03765 每个电器每天 kW.h 的用电器使用情况和各个 用电器 额定电压 额定功率 数量 220V1020)A50Hz 平均用电时间 用电器的额定参数，通过计 3000imp/kW·h) 空调 220V 1100W 1台 2.5h 算说明表中所列的用电器 图19-3-1 微波炉 220V 1000W 1台 10h 同时使用时， (选填“可以”或“不可 抽油 220V 以”)配备如图19-3一1所示的电能表。 140w 1台 0.5h 烟机 每个电器每天 机顶盒 220V 35W 1台 12h 用电器 额定电压 额定功率 数量 平均用电时间 (2)断路器选择：根据表中调查的用电器的使 节能灯 220V 25W 5盏 3h 用情况，应该选择额定电流为多少安的断 电视机 220V 150W 1台 4h 路器才比较合适？ 电饭锅 220V 750W 1个 40 min 电冰箱 220V 150W 1台 8h 洗衣机 220V 300W 1台 0.75h 电脑 220V 200W 1台 5h 能力提升 1.如图19一3一2所示为某同学设计的部分家 电情形，试验电路的连接符合要求的是( 庭电路示意图，其中电器元件连接不正确的 相线 相线 是( R 电器 进户线 相线 中性线 中性线-- 中性线- 电 保护线 A 00 R 相线白一 相线一 用 用 图19-3-2 电器 A.带开关的电灯 B.双孔插座 中性线 中性线- C.空气开关 D.三孔插座 0 2.家用漏电保护器是在用电器发生漏电故障或 图19-3-3 人体触电时实施保护的设备，家庭电路漏电 3.图19一3一4为小吉家部分电路示意图。他闭 时，通过相线与中性线的电流不相等，漏电保 合开关S,灯正常发光，将电热水壶插头插入 护器中有一特殊装置（在图中虚线框内，未画 插座，正常工作一段时间后，灯突然熄灭，马上 出)检测到这一差异后，便切断电源，起到保护 取下电热水壶，灯仍不发光。经检查空气开关 作用，漏电保护器中还有试验电路，由一只开 未跳闸，用测电笔检测a、b、c三点氖管均发 关S与电阻器R组成，闭合开关S就能模拟漏 光。下列电路故障判断正确的是() 相线 6.在如图19一3一7所示的电路中，A、B间接入 中性线 保护线 一根铜丝，C、D间接入一根保险丝，已知保险 丝的电阻大于铜丝的电阻，其熔点低于铜的 熔点。请你回答下列问题： 图19-3一4 A.灯泡短路 B.进户相线断路 C.进户中性线断路 D.三孔插座短路 4.一款立式多孔插座如图19-3一5所示，其技 术参数为：最大电压250V,最大电流10A,关 铜丝 保险丝 于该插座的接线和使用方法正确的是() 图19-3-7 A.插座通电后可用湿抹布擦 (1)推测：闭合开关后，调节滑动变阻器的滑 去表面灰尘 用画用 片使电路中的电流增大，电路中可能会出 B.插座内可以只接相线和中 用宣 现什么现象？ 性线 用窗 C.手机充电器使用后应与插 座断开 图19-3-5 D.标有“220V3000W”的电热水器可使用 该插座 (2)利用所学知识解释这样推测的理由； 5.现代家庭生活中，很多插座都带有USB充电 端口，能够直接为手机充电。请将如图19一 3一6的电路图补充完整。要求：开关S控制 整个电路；S闭合后，该电路既能给手机充 电，同时又不影响为其他家用电器供电。 (3)结合本实验，提出一个家庭电路中安全用 相线 电的注意事项。 中性线 保护线 USB接口 图19-3-6 素养发展 1.【安全用电常识】“安全用电无小事，时时刻 2.【安全用电常识】 刻要牢记”。下列做法符合安全用电原则的 (1)尽量 同时使用多个大功率的用 是() 电器。 A.用湿手将吹风机插头插在插座上 (2)不 低压带电体，不 高压 B.更换灯泡时断开电源总开关 带电体。 C.保险丝熔断后用铜丝临时代替 (3)更换灯泡、搬动用电器前应 D.用手去拉触电的同伴 E.几个大功率用电器接在同一插座上 (4)保险装置、插座等达到使用寿命应 F.电水壶的电源线绝缘皮破损后仍继续使用 G.在高压线附近放风筝7.如答图所示。 相线 中性线 保护线 塑料外壳 滑片 碳膜电位器 第7题答图 【素养发展】 1.B 2.干路短路 用电器总功率过大 3.如答图所示。 相线 中性线 保护线 门▣ 床头 第3题答图 第3节跨学科实践：为家庭电路做设计 【基础过关】 1.互不 2.大多粗 3.(1)可以(2)由表中数据可知，所有用电 器同时使用时最大总功率为3950W,干路 总电流为1=号-0V-17,95A所以 应该选择额定电流略大于17.95A的断 路器。 【能力提升】 1.A点拨：在家庭电路中，空气开关接在电 能表之后，其他用电器之前；两孔插座的接 线原则是左孔接中性线右孔接相线；三孔 插座的接线原则是左孔接中性线右孔接相 线上孔接保护线；带开关的电灯的接法是 开关接在相线与电灯之间，故A选项符合 题意。 2.C点拨：A和B中，闭合开关S时，通过相 线和中性线的电流相等，都无法模拟漏电 情形；C中，闭合开关时，通过该装置相线 的电流小于通过该装置中性线的电流，可 以模拟漏电情形；D中，闭合开关时，通过 相线的电流等于通过中性线的电流，因为 导线将电阻器R短路，所以闭合开关不影 响电路，无法模拟漏电情形。故选C。 3.C4.C 5.如答图所示。 相线 中性线 保护线 西 UsB接▣ 第5题答图 6.(1)保险丝熔断，铜丝不会熔断。 (2)保险丝的电阻大于铜丝的电阻，串联电 路中电流相同，通电时间相同，根据Q Rt可知，保险丝产生的热量多，温度高； 由于保险丝熔点低于铜的熔点，所以保险 丝会熔断。 (3)在家庭电路中，保险丝熔断后，绝对不 能用铜丝代替保险丝。（合理即可） 【素养发展】 1.B 2.(1)不(2)接触靠近(3)断开电源开 关(4)及时更换