高效作业18 第18课 电子控制系统设计1——三极管电路设计-【精彩三年】2024-2025学年高中通用技术选择性必修1课程探究与巩固PPT课件（苏教版2019）

高效作业18[第18课　电子控制系统设计 1——三极管电路设计] 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 1．如图所示，这是小明设计的室内温度LED指示电路，当室内温度高于设定温度时，发光二极管V2发光；当室内温度高于室外温度时，发光二极管V1发光。RT1和RT2为同型号热敏电阻，IC1、IC2为电压比较器，V＋>V－时输出高电平，V＋<V－时输出低电平。请完成以下任务。 (1)根据电路图及题意可以判断RT1和RT2______ (在“A.RT1为室内热敏电阻，RT2为室外热敏电 阻；B.RT1为室外热敏电阻，RT2为室内热敏电 [A级　新教材落实与巩固] A 阻；C.室内或室外都有可能”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)若要使室内温度更高时V2才发光，可以______(在“A.调大RP1；B.调大RP2；C.调大RP3”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)小明将温度指示电路进行升级，希望在室内温度高于设定值且室外温度高于室内温度时，发光二极管V3发 光；若室内温度高于设定温度且室内 温度高于室外温度时，发光二极管V4发光。请你用不超过四个2输入与非门设计虚线框1位置的电路，实现上述发光二极管的状态指示功能。 C (4)后续小明准备使用制冷机M1和排风扇M2来控制室温，当V3发光时开启制冷机M1，当V4发光时开启排风扇M2。请在虚线框2中设计控制电路，提供的元件有：NPN型三极管和PNP型三极管各一个、电阻和二极管若干、2个直流电磁继电器，要求三极管采用共发射极接法。 (4)当V3发光时，开启制冷机M1，要求C为低电平时继电器J1吸合，应该采用PNP三极管驱动；当V4发光时开启排风扇M2，要求D为高电平时继电器J2吸合，应该采用NPN型三极管驱动。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 2．2023·定海一中检测如图所示，这是高性能温度控制电路，可使风扇在设定的上下限温度范围内运转，克服了以往电路温控范围窄、风扇启动频繁的缺点。图中ICA控制温度的上限，ICB控制温度的下限，M为风扇。 (1)热敏电阻RT是______(在“A.正温度系数热 敏电阻；B.负温度系数热敏电阻”中选择合 适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)当温度上升至上下限设定值之间时，C点电位为______(在“A.高电平； B B B.低电平；C.无法确定”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)，当温度下降到上下限设定值之间时C点电位为______(在“A.高电平；B.低电平；C.无法确定”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)电路焊接完毕，继电器无法吸合，可能的原因是______(在“A.三极管T6短路；B.电阻R9短路；C.二极管D1虚焊；D.电阻R6短路”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 A B (4)请在虚线框中用或非门构成的触发器来代替原电路部分结构，要求原有电路功能不变。 要求：或非门RS触发器画对，连线正确。 【解析】 (1)假设RT为正温度系数热敏电阻，当温度小于下限时，电压比较器A、B正输入为高电平，电压比较器A、B输出为高电平，T1、T3导通，T4截止；T2、T5、T6导通，继电器J吸合，风扇运转，故不符合题意；因此RT为负温度系数热敏电阻。 (2)RT为负温度系数热敏电阻，当温度小于下限时，电压比较器A、B正输入为低电平，电压比较器A、B输出为低电平，T1、T3截止，T4导通，C点为低电平，T2、T5、T6截止，继电器J不吸合，风扇不运转；当温度处于上下限之间时，电压比较器A、B正输入电位升高，电压比较器A、B输出为低电平、高电平，T1截止，T3导通，T4截止，C点仍为低电平， T2、T5、T6截止，继电器J不吸合，风扇不运转；温度大于上限时，电压比较器A、B正输入电位升高，电压比较器A、B输出为高电平，T1、T3导通，T4截止，T2、T5、T6导通，继电器J吸合，风扇运转；当温度由上限下降到上下限之间时，电压比较器A、B输出为低电平、高电平，T1截止，T3导通，T4截止，由T2、T5、T6组成了自锁电路，使C点电位为高电平，因此继电器J吸合，风扇运转。 (3)T6短路，继电器J一直吸合，风扇一直运转，所以不可能；电阻R9短路，C点一直低电平，T5、T6截止，继电器J不吸合，风扇不运转，所以 可能；二极管D1虚焊时，不影响电路功能，只有可能损坏T5、T6，所以不可能；电阻R6短路只会将C点电位提高，继电器J更容易吸合，风扇运转，所以不可能。 (4)A、B输入为低电平时，要保持状态，所以选择或非门。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 3．某温控电路如图所示，可将温度保持在70 ℃～80 ℃之间，其中RT1和RT2为同温度系数热敏电阻。请完成以下任务。 (1)RT1和RT2为______(在“A.正温度系数；B.负温度系数”中选择合适的选项，把序号填入“________”处)热敏电阻。 B (2)假设此电路中的VCC为5 V，加热器功率为120 W，则下列可选用的继电器为_______。 B (3)在调试中发现加热器始终不加热，不可能引发该问题的因素是______(在“A.VD1接反；B.R1阻值太大；C.RT2虚焊”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)想把上限温度调低，应该______(在“A.RP1触点向上滑动；B.RP2触点向上滑动；C.RP1触点向下滑动；D.RP2触点向下滑动”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (5)若手头没有虚线框中的门电路芯片，只有二极管、三极管、电阻若干，为了实现原来的功能，对电路进行了一定的修改，但未完，请用一只合 C B 适型号的三极管和一只合适的电阻把A、B、D三点连接起来，完成电路。 要求：画对一个电阻并连线正确，画对三极管并连线正确。 【解析】 (1)当温度低于下限时，电热丝加热，继电器吸合，C点出0，故A点为0，B点为0，说明此时RT1、RT2阻值较大，为负温度系数热敏电阻。 (2)因为VCC为5 V，故应选线圈额定工作电压5 V，即标有“COIL：DC 5 V”的继电器，可排除选项A、D，因电热丝所加电压为220 V AC，故继电器的触点额定工作电压因大于220 V AC，排除选项C，答案选B。 (3)若VD1接反，则继电器线圈被短路，导致继电器始终无法吸合，选项A有可能；若R1阻值太大，则VT1难以正常导通，继电器无法吸合，选项 B有可能；若RT2虚焊，则A点始终为0，当温度低于下限，B点也为0时，继电器会吸合，开始加热，现象应是加热后会始终加热，故选项C不可能。 (4)上限温度调低，RT2阻值在上限温度时较原来变大，A点电位降低，为使A点电位在上限温度时保持不变，应将RP2触点向上滑动，故选B。 (5)当B点为低电平时，VT1吸合，使D点变为高电平，此时需要构建反馈回路来使B点电位降低才能实现保持功能。因电流只能从B点流向A点，且当该电流从无到有时，B点电位会下降(相当于多了一个并联电路)，故 D点出高时，三极管应导通，因此三极管管型应选NPN型，且基极接D点以控制三极管通断，电流方向为B流向A，故集电极接B，发射极接A，最后在基极串联一个电阻限流，得到答案。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 4．如图1所示，这是水箱内的加热器工作电路中指示灯部分电路(加热部分电路未画出)。RT为负温度系数热敏电阻，当水温低于设定值时加热器开始加热，红色LED灯亮；当水温达到预设值时加热器停止加热，绿色LED亮。比较器的功能如表所示。请根据电路图及描述完成以下任务。 输入 输出 V＋>V－ VCC(高电平) V＋<V－ 0 V(低电平) (1)当水温达到设定值时，绿色LED灯亮，后温度降低，低于设定值，红灯______(在“A.马上亮；B.过一会再亮；C.不会亮”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)小明想要调高设定的温度值，下列不能调高设定温度的选项是______(在“A.调小RP1；B.调小RP2；C.调小RP4”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)当水箱里的水位太低时，加热器加热容易引发火灾，现需要增加防干烧功能，要求实现水位低或者温度达到设定值时均不能加热，绿色LED C C 灯亮。防干烧探头检测水位，当水位低于设定水位时，比较器C的“—”脚输入低电平。当水位高于设定水位时，比较器C的“—”脚输入高电平。请你在图2虚线框中用一种门电路将电路补充完整，实现防干烧功能(其他功能与原电路一致)。 (4)请帮小明设计加热部分的电路，完成方框中的实物连接。所给的三极管为NPN三极管，要求用三极管的共发射极接法连接。 要求：三极管共射接法连对，继电器线圈与二极管连对，继电器常闭触点连对。 【解析】 (1)因为在水温达到设定值绿色LED灯亮前，比较器b出1→比较器a出0→VT1未导通，此时比较器a输入脚“－”的电位是RP2、RP3的分压电位。当水温达到设定值时，比较器a输入脚“＋”的电位大于输入脚“－”的电位→比较器a出1→比较器b出0→绿灯亮，同时VT1未导通，比较器a输入脚“－”的电位被拉得很低(这里VT1最好算作处于放大状态，因为若饱和，比较器a输入脚“－”电位被拉得接近于0，后期不适合使比较器a出0)，因此温度降低，低于(绿灯亮)设定值时，比较器a输入脚“＋”的电位降低了，但还是高于输入脚“－”的电位，继续使比较器a出1→比较器b出0→绿灯保持亮，红灯不亮。选C。 (2)根据第一小题的分析，绿灯亮起时比较器a出1，选项A，调小RP1使比较器a输入脚“＋”的电位变低，因此需要更高的温度，使比较器a出1，选项A可行；选项B，调小RP2使比较器a输入脚“－”的电位变高，因此比较器a输入脚“＋”的电位需要更高，即温度需要更高，选项B可行；选项C，因为比较器a输出电压只有等于VCC或0 V两种情况，因此适当改变RP4或RP5的值不影响比较器b的输出，选项C不可行。 (3)根据功能要求可知，当温度达到设定值时比较器a出1，当水位低于设定水位时比较器c出1，即需要有1出0，因此采用或非门即可。 (4)比较器a出0时，电热丝加热，而此处所用的三极管是高电平导通的NPN型三极管，所以考虑继电器触点用常闭的两引脚连于电热丝工作电路上，电路图如下，根据以下电路连接各引脚即可。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 5．如图所示，这是小明设计的室内加湿装置。当加湿器内水箱水位在b以上且室内湿度低于下限湿度40%时，电机启动加湿；室内湿度高于上限湿度50%时，电机停止转动。水箱水位在b以下时，电机不工作。请根据要求完成以下任务。 (1)当水位在b以上时，三极管V1工作在______(在“A.截止状态；B.放大状态；C.饱和状态”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 B (2)若要将下限湿度值降低到30%、上限湿度值提高到60%，下列措施中正确的是______(在“A.先增大R7，再减小R6；B.先减小R7，再增大R6；C.先减小R6，再增大R7；D.先增大R6，再减小R7”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)请用3个2输入或非门设计虚线框1中的逻辑电路，实现电路功能。 C 【答案】 如图 (4)小明调试时发现水箱有水且湿度低于下限值时，电机M不工作，下列故障原因中不可能的是______(在“A.湿敏电阻MS虚焊；B.R5连焊；C.V4短路击穿；D.继电器J——1触点虚焊”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (5)系统工作一段时间后，三极管V1损坏，小明准备用手头的1个PNP型和1个电阻进行替换，请在虚线框2中选择合适的端子连线，完成电路设计。 A 【解析】 (1)当水位在b以上时，V1的发射结导通，又因为V1的集电极接电源，所以有Uc>Ub>Ue，V1处于放大状态，B点为高电平，选项B正确。 (2)假设此时湿度处于上下限之间，且电机不工作时，A＝0，V2截止，U－由R5、R6、R7决定，若湿度下降，MS阻值变大，当湿度越过下限时，触发电机工作，所以R6和R7控制下限。此时A变为1，V2导通，U－由R5、R6决定，湿度开始上升，当湿度越过上限时，触发电机停止工作，所以R6控制上限。在进行湿度调试时，应先调R6(上限)，再调R7(下限)，如若反之，则调好的下限(R7)会在调上限(R6)时再次改变。所以要将上限湿度值提高，MS阻值变大，U＋变大，所以将U－也调大，即再增大R7，选项C正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 6．2023·普陀中学检测为了防止12 V充电器过流损坏，小马设计了过流保护电路，如图1所示。R2是电流取样电阻，调节RP可以改变最大允许电流。当输出电流过大时，充电器停止对电池充电，防止电流过大损坏充电器。请完成以下任务。 [B级　素养形成与评价] (1)虚线框1中应连接的是______(在“A.a点和b点；B.a点和c点”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)调试电路时发现，当电流过大时，出现继电器触点反复通断的现象，其原因是______(在“A.继电器的额定电压过高；B.R3阻值过大；C.电路保护后，比较器的正端电位为0”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)为解决图1电路中继电器触点反复通断的问题，小马对电路进行了改进，如图2所示，并拟定了以下两个方案。请选择其中一个方案，在虚 B C 线框中选择合适的端点完成电路连线，实现当电流过大时充电电池停止充电并保持这种状态。故障解除后，按下按钮开关S能恢复原充电功能。 (4)若要提高充电电流设定值，以下措施不正确的是______(在“A.将RP触点向上滑动；B.减小电阻R1；C.减小电阻R2”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 B 【解析】 (1)本电路中R2串联在充电回路中，当充电电流过大时会导致R2两端电压上升，也就是比较器V＋上升，从而使V＋>V－，比较器输出“1”，V2导通，J吸合，此时根据控制目的需要切断充电回路，因此继电器开关应该接常闭接点。 (2)根据第(1)小题分析可知，电流过大时会切断充电电流，但是因为充电电流切断会导致R2电流消失，也就是V＋电位会变成0，因此比较器又会输出0使三极管截止，继电器释放，因为接的常闭接点，充电又会重新开始，从而导致频繁通断现象。 (3)本题的解题核心思想是比较器输出1时三极管导通，当比较器输出0时三极管仍能保持导通，也就是需要有锁定功能。 方案1：利用比较器输出反馈功能。“3”输出高电位时让比较器输出1从而使三极管导通，因此“3”连比较器V＋，“5”连三极管V2基极，“2”是参考电位连比较器V－，输出信号1通过电阻反馈到V＋实现输出信号1的锁定功能，“7”连V＋可以通过按钮使V＋接地从而打破锁定。 方案2：利用三极管互锁。“3”输出1时三极管V2导通，因此“3”可以直接连“5”，V2导通后“6”变为低电平，可使PNP管导通，因此可以通过电阻 接PNP三极管基极(参考答案中电阻接在发射极上作用类似)，三极管的发射极和集电极采用常规接法，使集电极输出高电平实现两个三极管互锁，“7”接入V2基极就可以通过按钮强行使V2截止从而打断互锁回路。 (4)提高充电电流相当于提升V＋电位，根据V＋＝V－的规则，可以通过提升V－实现，也就是RP向上调，也可以通过减小R2阻值使V＋降低实现，选项A、C均正确。因为有6 V稳压管VZ的存在，稳压管只要两端电位大于稳压值就会固定在稳压值，因此调小R1并不能改变V－电位，选项B不正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 7．如图1所示，这是小明设计的水箱水位控制电路。当水位低于探头a时，启动注水水泵电机M1往水箱加水，当水位达到探头c时停止加水。已知稳压二极管D1反向击穿后稳压值为6 V，当外加电压小于6 V时则不能导通。电路中各电阻的阻值如图所示，请完成以下任务。 (1)下列关于电路中各个半导体元件的工作状态的说法中，不正确的是______(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 A．Q1导通时Q2肯定也导通 B．Q2导通时D1处于反向击穿稳压状态 C．Q3截止时D2肯定导通 (2)请在虚线框1中接入一个合适的三极管以实现自动停止加水的功能。 C 【答案】 如图 (3)为确保电路可靠工作，R7的阻值可选用______(在“A.30 kΩ；B.130 kΩ；C.230 kΩ”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)小明搭建电路后进行测试，发现水位低于探头a时水泵电机始终无法运转，造成该问题的原因可能是______(在“A.R4虚焊；B.R8桥接；C.R6虚焊；D.R2阻值过大”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (5)小明考虑到水箱水质变化，在水箱中安装了数字水质检测装置，当水质低于标准时，装置可输出高电平，当水质高于标准时可输出低电平(如图2所示)。小明希望当水质低于标准且注水电机M1不工作时，系统可自 A C 动启动排水电机M2进行排水，当水位降至探头a以下时排水停止，启动M1开始注水。请在虚线框2中使用1个二输入或非门和1个二输入与非门完成电路设计。 【解析】 (1)Q1导通时Q2的基极为高电平，Q2肯定导通，选项A正确；Q2导通时，D1前端为高电平，D1反向击穿，Q3导通，选项B正确；D2只有在M1从通电到断电瞬间导通，选项C错误。 (2)水位到探头c时(c端低电平)，停止加水，需要Q3截止，Q1截止，虚线框需要出1，选择PNP三极管。 (3)为确保电路可靠工作，当探头低于a时，加水，与R7无关；当高于a时，三极管自锁，继续加水，高于c，自锁破坏，停止加水。则探头高于a时，R6、R7分压要小于6 V，故R7应小于80 kΩ。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 8．小通发现长时间使用笔记本电脑，CPU温度过高会使电脑性能变差，为此他设计了一个辅助散热电子控制系统。当温度高于设定上限时，风扇M启动降温；当温度低于设定下限时，风扇M停止转动。电路原理图(部分)如下，比较器的功能是：当V＋>V－时输出高电平，当V＋<V－时输出低电平。请完成以下任务。 (1)小通把指针式多用电表选择开关旋到直流电压档，红表笔接a点，黑表笔接b点，发现温度上升过程中指针逐渐往左偏转，则RT阻值随温度变化的规律与______相似(在下列选项中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 　 A.　　　　B.　　　　　C. B (2)根据功能要求，请完成虚线框1中电路的连线。 【答案】 如图 (3)若把RP2滑动触点适当上移，温度控制范围变化为______(在“A.上限降低，下限不变；B.上限降低，下限升高；C.上限不变，下限升高；D.上限不变，下限降低”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (4)小通在深入研究电路后，准备利用反馈来优化电路。请利用1个合适的三极管在虚线框2中选择合适端点完 成电路连线，要求功能不变(为保持电 路稳定，三极管需工作于开关状态， RT特性不变)。 C 【解析】 (1)多用电表测量得到的是a点的电位Ua，当温度升高时指针逐渐往左偏转，说明a点的电位Ua逐渐降低，即热敏电阻阻值减小，所以RT为负温度系数热敏电阻，应选B。 (2)此电路当温度达到上限时a点电位最低，此时两个电压比较器输出均为高电平，触发器的输出端应该是低电平(三极管导通，继电器吸合，风 【答案】 如图 扇M转动降温)，所以虚线框1中电路应该如答案图所示连接。 (3)如上图所示，d点电位由于V3、V4两个二极管的钳位作用，电位始终在1.4 V不变，所以上限不变。当RP2滑动触点适当上移(RP2接入电路的阻值变小)，使得c点电位降低，这样由于散热温度降低导致a点电位升高(达到c点电位)的量减小，即下限温度升高。所以应选C。 (4)优化的电路如果电压比较器没有反馈，那温度控制只是单点控制而无上下限控制了。电路中的电压比较器反相输入端的电位是随着温度的降低而降低的，所以当温度达到上限温度时比较器反相输入端的电位是最 高(应该是稍大于电压比较器正相输入端的电位，使得电压比较器输出为低电平，电扇工作)，如果要有上下限控制，有两个方案：一个是达到上限温度时电压比较器输出为低电平，通过反馈使得电压比较器正相输入端的电位降低一点(这样才能当温度下降时不至于电压比较器的反相输入端电位马上低于正相输入端)。即当电压比较器输出端为低电平时三极管导通，使得电阻R4与RP2并联连接；另一个方案是达到上限温度时电压比较器输出为低电平，通过反馈使得电压比较器反相输入端的电位升高一点(这样才能当温度下降时不至于电压比较器的反相输入端电位马上低于正相输入端)。即当电压比较器输出端为高电平时(电扇不工作)三极管导 通，使得电阻R4与RP1并联连接，当电压比较器输出端为低电平时(电扇工作)三极管截止，使得电阻R4与RP1断开并联连接，进而达到电压比较器反相输入端的电位升高。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 9．2023·台州中学检测如图所示，这是小明设计的温度报警电路，当检测到温度超过一定值T时，扬声器就发出报警声。其中555集成电路的8脚为电源脚，输入输出特性表如下，请完成以下任务。 (1)根据题目描述及电路可知，热敏电阻RT为______(在“A.正温度系数；B.负温度系数”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)热敏电阻。 (2)当扬声器报警时，3脚输出______(在“A.低电平；B.高电平；C.高低电平交替；D.未通电”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (3)测试时发现，电路只要一接通电源，不管温度如何，报警器就会一直报警。下列原因中不可能造成该现象的是______(在“A.RT断路；B.R2虚焊；C.V2的ce连焊；D.RP短路”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 A C B (4)若要使扬声器的报警声更尖锐，可行的方式是______(在“A.调小R2的阻值；B.调小R3的阻值；C.调小R4的阻值；D.调大C1的容量”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (5)测试过程中，小明将唯一的NPN型三极管损坏了，现准备用PNP三极管代替。请你帮助小明在虚线框中将电路连接完整，要求保持电路原有功能。 B 【解析】 (1)此电路是由555芯片与R3、C1、C2组成的振荡电路，在4、8脚与＋6 V接通时才能正常工作。这样就要求三极管V1、V2均要导通，即温度升高到一定值，三极管V1基极电位升高才导通。所以RT阻值随温度升高而增大，应该选A。 (2)因电路是由555芯片与R3、C1、C2组成振荡电路，所以电路振荡时3脚输出的是高低电平交替的信号。所以应该选C。 (3)对于选项A、C和D均是让三极管V2导通，使得555芯片电路的4脚为高电平而正常工作，一直报警。对于选项B，R2虚焊，则三极管V2处于截 止状态，使得555芯片电路的4、8脚没有接到电源正极而不工作，不会一直报警。所以应该选B。 (4)此电路前面电路的功能是当温度升高到一定值时三极管V2导通，使得555芯片电路通电工作。所以当温度升高到一定值时，由RP和RT组成的串联分压输出为高电平，换用PNP三极管时为截止，要让三极管V2导通。而温度较低时，PNP三极管导通，要让三极管V2截止。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 10．为解决房间内湿度过高的问题，小明设计了如图1所示的湿度控制电路，当房间内的湿度超过60%且除湿机的水箱内水未满时，除湿机启动开始除湿，以维持房间内让人舒适的空气湿度范围(40%～60%)。IC1、IC2是比较器，当V＋>V－时，输出高电平，当V＋<V－时，输出低电平。请完成以下任务。 (1)虚线框1中只用一个逻辑门实现电 路功能，应选择_____(在“A.与门； B.或门；C.与非门；D.或非门”中选择合适的选项，将序号填入“______”处)。 C (2)若想将房间内的湿度控制范围调整至40%～55%，下列操作合理的是______。 A．调大RP3的阻值，调小RP2的阻值，RP1加上RP2的总值保持不变 B．仅调小RP2的阻值 C．调大RP1的阻值，调小RP2的阻值，RP1加上RP2的总值保持不变 D．仅调大RP1的阻值 C (3)小明对电路进行调试时发现，除湿机在房间湿度未达到下限时就停止工作，检查发现是因为水箱在湿度未调节到位时就满了。针对这一问题，小明利用漂浮磁铁设计了水箱水位控制电路，水位到达上限时开启马达排水，低于下限时停止排水。请根据555的引脚功能在虚线框2中完成连线，以实现上述功能。 (4)使用一段时间后，三极管V1损坏，小明想用仅有的PNP型的三极管进行替换，请帮助小明完成下图中部分实物的连线，以实现原有的功能。 【解析】 如图： (1)当房间内的湿度超过60%时，由RS1与R1组成的分压电路中的a点电位为最高，即Ua>Ub>Uc，电压比较器IC1输出为低电平，电压比较器IC2输出为高电平，这样触发器输出端为高电平，即A＝1。当除湿机的水箱内水未满时，B＝1。而当A和B同时为高电平时F端要为低电平，除湿机启动。因此虚线框1中的逻辑门应选择与非门。应选择C。 (2)从电路中可知，电压比较器IC1控制湿度上限，电压比较器IC2控制湿度的下限。将房间内的湿度控制范围调整至40%～55%，即下限控制点不变，上限控制点的湿度变低，即在湿度达到下限时，a点电位不变，而在湿度达到55%上限时，a点电位比60%上限时降低。因此，要想达 到湿度控制范围的调整，就要求c点电位不变，而b点电位要降低。选项A的调整会使c点电位升高，不符合要求；选项B的调整会使b点电位降低，c点电位升高，不符合要求；选项D的调整会使a、b两点的电位均降低，也不符合要求；只有选项C的调整才符合要求。所以应选C。 (3)如下图： 漂浮磁铁到达B干簧管位置时，a、b端出高电位。漂浮磁铁到达A干簧管位置时，a端出低电位，b端出低电位。漂浮磁铁到达A、B干簧管之间的位置时，a端出高电位，b端出低电位。所以A干簧管应该在低水位位置，B干簧管应该在高水位位置。即a端应与555芯片的2脚连接，b端应与555芯片的6脚连接。 (4)图中的NPN型三极管要用PNP型三极管替代，采用共发射极接法，逻辑关系是相反的，所以只要将工作电路中的触点由常闭触点换成常开触点即可。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 11．2023·金华一中检测小明发现人们在家里养花的情况越来越多，但是经常会因无暇顾及浇水导致花草长势不好甚至枯死。因此，小明设计了如图1所示的花盆自动浇水电路，S是水箱水位检测点，RS是负系数湿敏电阻。水箱中有水时，S检测点为高电平，花盆土壤湿度低于下限设定值则启动水泵浇水，达到上限设定值则关闭水泵；水箱中没有水时，S检测点为低电平，水泵始终不启动，同时LED灯亮报警。请完成以下任务。 (1)调试土壤湿度控制区间时，上限湿度 设定值调好后，若要调低下限湿度设定值，应将_____(在“A.RP1；B.RP2；C.RP3”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)的滑片__B__(在“A.上滑；B.下滑”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 (2)根据功能要求，请用不超过2个与非门完成虚线框1中电路的连线。 C 【答案】 如图 (3)小明想把原先的LED灯常亮报警改成闪烁报警，于是设计了图2所示的电路。现要调低灯的闪烁频率，下列操作不合理的是______(在“A.调大RP4；B.调大RP5；C.C1换成容量更大的电容”中选择合适的选项，将序号填入“________”处)。 B (4)电路测试时，小明发现三极管V1损坏且没有备用PNP库存，于是决定用一个NPN三极管和相关元器件进行替换，请完成图3虚线框2中电路的连线。 【解析】 (1)可利用“湿度保持区”来推理出上、下限。当湿度介于上下限之间时，与非门触发器要求输入11，倒推得出，上一个运算放大器控制湿度上限、下一个运算放大器控制湿度下限。题目要求单独调节下限，所以不能调节RP1(上下限会被同向调节)，不能调节RP2(单独影响上限)，而是调节RP3(单独影响下限)。 (2)根据题意：水箱缺水，S为0时，LED灯亮报警，S与R2之间是逻辑非关系(用掉一个与非门)。仅当水箱有水(S点为1)，且湿度低于下限时(触发器输出01)抽水(R1前为0)。 (3)要降低闪烁频率(延长周期时间)，应该增大振荡电路内部的RP4或C1。而调大RP5不会改变周期时间。振荡电路输出的是数字信号，RP5若调得稍大，会使灯光变暗；若调得过大，可能使得LED灯永远不亮。 (4)三极管管型变了，若要仍采用其射极接法，只需要将水泵接到常闭触点即可。   感谢聆听，再见！ 【解析】 (1)当室内温度高于设定温度时，发光二极管V2发光，则IC2输出为高电平，可知，RT1是检测室内温度的，同理可以判断RT2是检测室外温度的。 (2)对于负温度系数的热敏电阻RT1，温度升高电阻减小，要使室内温度更高时V2才发光，可以调小RP1或者调大RP3。 (3)记IC1输出为A，记IC2输出为B，记R4下端为C，记R5上端为D。室内温度高于设定值且室外温度高于室内温度时，发光二极管V3发光，即A＝1且B＝1时，C＝0，否则C＝1，所以，C＝＋＝；若室内温度高于设定温度且室内温度高于室外温度时，发光二极管V4发光，即A＝1且B＝0时，D＝1，否则D＝0，所以，D＝B＝B。 　　　　 　A.　　　　　　　　　　　B. 　　　　 　C.　　　　　　　　　　　D. (3)只有当水位在b以上，即B＝1时，且室内湿度低于下限湿度，即A＝1时，电机启动加湿，继电器应吸合，Y＝1，所以此处逻辑关系为全1出1，Y＝AB＝＋。 (4)选项A，湿敏电阻MS虚焊，U＋＝VCC，A＝1，电机工作，选项错误。 (5)当水位低于b时，PNP管经R2会产生基极电流，三极管放大导通，Uec较小，即B＝0；当水位高于b时，电流经Rl、探头ab、R2到电源负极，相对于水位低于b时的基极电流小，三极管的Uec较大，即B＝1。 (4)R4虚焊，若水位低于探头a时，Q3导通，水泵工作加水，超过a时，停止加水，选项A错误；R8桥接当短路，Q3始终导通，水泵一直加水，选项B错误；R6虚焊当断路，会导致D1始终无法导通，水泵始终不加水，选项C正确；R2阻值过大，不影响低水位加水，选项D错误。 (5)水质低于标准，C出1。注水电机M1不工作时，Q3截止，集电极高，A出0；有水，B出0。M2工作，输出需要0，即＝C， F＝C＝C。 2脚 6脚 3脚 ＜VCC 任意 高电平 ＞VCC ＜VCC 保持 ＞VCC ＞VCC 低电平 2脚 6脚 3脚 >VCC >VCC 低电平 ＞VCC ＜VCC 不变 <VCC <VCC 高电平 2脚 6脚 3脚 >VCC >VCC 低电平 ＞VCC ＜VCC 不变 <VCC <VCC 高电平 $$