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

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/
日光灯 2只
节能灯 4只
电视机 1台
电饭锅 1个
电冰箱 1台
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，要求客厅开关控制和；卧室开关控制壁灯，该壁灯的两种亮度通过开关调节。请在下图中连线，形成符合要求的完整电路图。
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，保险丝将会熔断
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、两点时氖管均发光，接触点时氖管不发光，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、、、四点时，氖管发光的点有_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ；若发现电灯不亮，使用测电笔接触、、三点时试电笔的氖管均发光，接触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、“电池容量”，电能转化为机械能的效率。若电池充满电后，储存的能量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ ，若电动车在平直的公路上匀速行驶时受到的平均阻力为，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．如果在处安装一个开关，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、、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； 间断路
4．乙； 、； 间断路
任务之四 实践应用
[项目实施]（1） ； 24 300
（2） C
[项目拓展]