19.3跨学科实践：为家庭电路做设计课堂练习 -2025-2026学年人教版物理九年级全一册

19.3跨学科实践：为家庭电路做设计 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．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 2．下列关于日常生活中的电学知识错误的是（    ） A．在户外如遇雷雨可以进入车厢内躲避且不能触碰金属部件 B．家用保险丝烧断时不可以用铜线临时替代 C．为避免频繁跳闸，家里总空气开关的选择是额定电流越大越好 D．有金属外壳的用电器应当使用三脚插头和插座 3．下列说法中符合安全用电的是（　　） A．每个充电桩在安装时都要装保险装置 B．安装充电桩时，可以不连接地线 C．万一有充电桩起火，应迅速浇水扑灭 D．若充电线破损，稍加注意仍可使用 4．生活中，我们应“珍爱生命，规范用电”。下列符合家庭用电安全的是（    ） A．控制灯泡的开关应该接在火线和灯泡之间 B．正确使用试电笔时，手不能接触试电笔的金属部分 C．家庭电路中的保险丝熔断后，可以用铜丝暂时代替 D．造成家庭电路中空气开关“跳闸”的原因一定是发生了短路 5．安全教育已越来越引起学校和社会各界的高度重视。在某校一次安全用电知识的“对”、“错”抢答比赛中，以下选项应答“对”的是（　　） A．将电风扇三脚插头最长的脚折弯后，插在两孔插座上使用 B．为了保持干净，用湿抹布擦拭正在工作的用电器 C．发现有人触电，应立即用手将人拉离带电体，然后切断电源再施救 D．为了防止因漏电而造成触电事故，微波炉的金属外壳应与地线相连 6．“安全用电无小事，时时刻刻要牢记”，中学生必须掌握一定的安全用电知识。下列事例符合安全用电原则的是（　　） A．插排上接多个大功率用电器 B．电动车在规定的位置充电 C．用湿布擦正在发光的灯泡 D．使用绝缘皮破损的电线 7．家庭电路中两盏节能灯并联工作，其中一盏突然熄灭，另一盏仍正常发光。故障原因可能是（　　） A．干路保险丝熔断 B．熄灭的节能灯短路 C．熄灭的节能灯断路 D．进户线零线断路 8．下列说法中正确的是（　　） A．内燃机做功冲程中将机械能转化为内能 B．汽油机压缩冲程中汽缸内气体温度升高，内能增加 C．采用高压输电是为了减少电能在输电线路中的损耗 D．家庭电路中空气开关跳闸时一定是发生了短路现象 9．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 10．“安全用电，人人有责”，下列做法符合安全用电原则的是（　　） A．图甲中，控制用电器的开关接在零线上 B．图乙中，在同一个插座上同时使用多个大功率用电器 C．图丙中，使用验电笔检测时手应接触笔尖金属体 D．图丁中，电动自行车应在规定位置停放充电 二、填空题 11．家庭电路的电压为______________V，其部分电路图如图所示，安装在火线上的保险丝是利用电流的______________效应工作的，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______________间断路（选填“ac”、“bd”或“df”）。 12．如图甲、乙所示，分别为小明家部分家庭电路示意图和电能表表盘，他将电吹风插入插座使其单独工作，测得1min内电能表转盘转了75转，则电吹风消耗的功率为______W。拔掉电吹风的插头，只闭合开关S，台灯不亮，保险丝熔断，故障原因是______。 13．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。 14．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”）。 15．如图所示是家庭电路中造成电线燃烧的两种常见情况，其中______图所示的情况是过载，______图所示的情况是短路．(填“甲”或“乙”) 三、综合题 16．小吒学完家庭电路后，结合所学知识，正确画出了家中电路图，并做了一些如下探究： (1)小吒针对以上家庭电路，提出了一些关于安全用电的看法，其中正确的是（   ） A．家庭电路总开关可装在电能表前面 B．空调、热水器插座可用二孔插座 C．电能表是测量家用电器电功率的仪表 D．图中A、B、C三插座为并联 (2)电路电压为220V，此时电能表示数_______，允许加接负载最大功率_______W。 型号 ES80HS5（E） 额定电压 220V 储水容量 80L 额定频率 50Hz 额定最高温度 75℃ 额定功率 ?000W 防水等级 IPX4 额定压力 0.8MPa (3)小吒发现家中电热水器铭牌上额定功率模糊不清，想了想找来一个_______（仪表），单独让电热水器工作1min，小吒看到电能表转盘转了50转，算出电热水器额定功率为_______W。 (4)小吒家储水式电热水器装满25℃冷水，若热水器以3000W的功率加热且热效率为80%，热水达到额定最高温度，热水器一次性烧好水需消耗多少电能？需要多长时间？已知ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/（kg·℃）。 (5)如果电热水器先用高温档加热，当温度达到额定最高温度后，再用低温档保温，小吒与同学们试着设计电路，提出_______（只有串联/只有并联/串、并联）电路能满足设计要求。 学科网（北京）股份有限公司 《19.3跨学科实践：为家庭电路做设计》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A A D B C B C D 1．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。 2．C 【详解】A．汽车车厢是金属壳体，但内部座椅是绝缘体，雷雨可以进入车厢内躲避，但内部金属部件在雷击时可能带电，不能触碰，故A正确，不符合题意； B．保险丝的作用是在电流过大时熔断，铜线熔点高，起不到保险作用，容易引发火灾，故B正确，不符合题意； C．空气开关额定电流应根据电线允许的最大电流选择，盲目增大可能导致电路中电流过大时，空气开关无法及时断开，从而过热起火，故C错误，符合题意； D．三脚插头的上脚接地线，可防止金属外壳漏电时触电，故D正确，不符合题意。 故选C。 3．A 【详解】A．充电桩是大功率用电设备，安装保险装置（如漏电保护器、过流保护等）可以在短路、过载等情况下自动切断电源，防止电气火灾或触电事故，这是安全用电的常规要求。故A正确； B．有金属外壳的家用电器，金属外壳一定接地线，安装充电桩时，为了安全，要接地线，故B错误； C．生活用水是导体，电器着火不能直接用水灭火，否则可能引起触电事故，故C错误； D．充电线破损时，容易形成短路或发生触电事故要及时更换，严禁直接使用，故D错误。 故选A。 4．A 【详解】A．控制灯泡的开关应该接在火线和灯泡之间，当开关断开时，灯泡不带电，故A符合题意； B．正确使用试电笔时，手不能接触试电笔的笔尾部分构成闭合回路，故B不符合题意； C．家庭电路中的保险丝熔断后，若用铜丝暂时代替，由于铜丝的熔点较高，当电路的电流较大时，铜丝的温度没有达到熔点时，不会熔断，无法保护电路，故C不符合题意； D．造成家庭电路中空气开关“跳闸”的原因可能发生了短路，也可能是电路的电功率较大，故D不符合题意。 故选A。 5．D 【详解】AD.为了防止触电事故的发生，有金属外壳的家用电器，都要正确使用三脚插头，使其金属外壳接地。 所以，电风扇三脚插头最长脚折弯后，插在两孔插座上使用，没有接地功能，用电器外壳带电，会危及人身安全。 为了防止因漏电而造成触电事故，微波炉的外壳应与地线相连。 故A不符合题意；D符合题意； B.湿抹布接触带电设备时，可能会导致操作人员触电，若湿抹布上的水进入电器内部，还可能造成电路短路或元件损坏，影响设备正常运行，甚至引发火灾，故B不符合题意； C.发现有人触电后，如果用手去拉触电者，也会造成触电事故的发生，应该首先切断电源，然后再进行其他的救护措施，故C不符合题意。 故选D。 6．B 【详解】A．多个大功率用电器插在同一个插排上，功率太大，容易引发火灾，故A不符合题意； B．电动车在楼道内、房间内充电具有危险性，需要在规定地点充电，故B符合题意； C．生活用水是导体，用湿布擦正在发光的灯泡，容易发生触电事故，故C不符合题意； D．使用绝缘皮破损的电线，破损处的导线外露，人接触时可能会触电，故D不符合题意。 故选B。 7．C 【详解】A．干路保险丝熔断，整个电路都会断路，两盏灯都不会发光，故A不符合题意； B．电路中两盏节能灯并联，熄灭的节能灯短路，会造成电源短路，另一盏灯也不能正常发光，故B不符合题意； C．并联电路中，各支路互不影响，熄灭的节能灯断路，另一盏仍能正常发光，故C符合题意； D．进户线零线断路，两盏灯都无法正常工作，故D不符合题意。 故选C。 8．B 【详解】A．内燃机做功冲程中将内能转化为机械能，故A错误； B．汽油机压缩冲程中，机械能转化为内能，汽缸内气体温度升高，内能增加，故B正确； C．当输送功率一定时，提高输电电压，根据可知，可以减小输电电流；再根据可知，输电电流减小，在输电线电阻一定时，输电线上损耗的功率减小，从而减少了电能的损耗，故C错误； D．家庭电路中空气开关跳闸的原因有两种：一是发生短路，二是用电器总功率过大，故D错误。 故选B。 9．C 【详解】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。 10．D 【详解】A．控制用电器的开关应接在火线上，这样当开关断开时，用电器与火线断开连接，人接触用电器时不会触电，故A不符合题意； B．在同一个插座上同时使用多个大功率用电器，会使电路中电流过大，可能导致导线发热过多，引发火灾等安全事故，故B不符合题意； C．使用验电笔检测时若手接触笔尖金属体，当验电笔接触火线时，电流会通过笔尖金属体、人体流入大地，造成触电事故，故C不符合题意； D．电动自行车在规定位置停放充电，能避免私拉乱接、过充等安全隐患，故D符合题意。 故选D。 11． 220 热 bd 【详解】[1] 我国家庭电路的电压为220V。 [2] 保险丝一般采用熔点低，电阻大的合金材料制成，当电路中电流过大时，根据电流的热效应，保险丝会熔断，起到保护电路的作用。 [3] 保持S2闭合，用测电笔插入插座上孔氖管发光，则插座上孔与火线之间电路正常，故ac段完好，测电笔插入插座下孔，氖管发光，正常情况下插座下孔与零线相连，氖管不发光，此时两孔均发光，所以插座下孔与火线相通，即插座下孔与灯泡串联，则df段完好，零线部分bd间断路。 12． 1500 台灯短路 【详解】[1]将电吹风插入插座使其单独工作，1min内电能表转盘转了75转，则这段时间内电吹风消耗的电能 电吹风消耗的功率 [2]短路和总功率过大都会导致家庭电路中电流过大，保险丝熔断，根据题意可知，拔掉电吹风的插头，只闭合开关S，台灯不亮，保险丝熔断，原因是台灯发生短路。 13． 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。 14． 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。 15． 甲 乙 【详解】[1]图甲中多个用电器同时工作，使得干路电流过大，是用电器的总功率过大而造成的，属于电路过载。 [2]图乙中，用金属线将火线和零线直接连接，属于电路短路而造成的电流过大。 16．(1)D (2) 251.7 13200 (3) 秒表 3000 (4)2.1×107J，7×103s (5)串、并联 【详解】（1）A．家庭电路总开关应该安装在电能表后面，所有用电器的前面，故A错误； B．空调、热水器都是外壳是金属的用电器，会有漏电的危险，需要安装地线保护人体，应用三孔插座，故B错误； C．电能表是测量家用电器一段时间内消耗电能多少的仪表，故C错误； D．图中A、B、C三插座都能独立工作，互不影响，属于并联关系，故D正确。 故选D。 （2）[1]根据电能表的读数规则最后一位为小数位，故读数为。 [2]根据电能表的使用参数可知工作电压为220V，允许通过的最大电流为60A，故允许加接负载最大功率为 （3）[1]要测量家庭电路用电器的额定功率需要电能表和秒表，测量一段时间内该用电器消耗的电能，通过公式进行计算。 [2]根据电能表的参数可知标定转速为，故此可求出该段时间内用电器消耗的电能为 热水器额定功率为 （4）根据参数可知装满水后一次性烧好水吸收的热量为 所以消耗的电能 加热时间为 （5）根据功率公式可知，串、并联电路均可设计出高低温挡位的加热功能，只要可以控制只让一个电阻工作或两个电阻同时工作的电路，在电压一定时，通过改变电路总的电阻来改变电路电流即可实现高低温挡位的功率不同。 学科网（北京）股份有限公司 $