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强化练十五　综合电路分析与设计
1.(2023·12月新昌模拟)如图a所示是小明设计的“双音”门铃，按钮开关K1放置在高处(成人使用)，按钮开关K2放置在低处(儿童使用)，可通过不同的门铃声音来判断是成人还是儿童在按门铃。请完成以下任务：
图a
(1)小明在电路调试时发现扬声器SP一直不响，以下可能造成此现象的原因是(多选)________；
A.C1连焊 　 B.C2虚焊 　　
C.C3连焊 D.555集成电路7脚虚焊
E.电阻Rp1连焊
(2)已知电路要求，成人的门铃音调较高，儿童的门铃音调较低。则电路调试结束后，Rp1和Rp2的阻值大小关系是(单选)________；
A.Rp1>Rp2 　B.Rp1＝Rp2 　　C.Rp1(3)试验电路功能时，小明发现需要按住按钮开关门铃才响，松开后门铃立马不响。现准备为电路添加延时功能，短暂按下按钮开关K1然后松开，门铃可以响一段时间后再停止。请在图b中a点和b点左侧虚线框内连线以实现延时功能；
图b
(4)使用一段时间后，小明发现集成电路555的7脚损坏，无法实现原电路功能。请在图c虚线框内补全电路以实现原电路功能，要求电路简单。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管。
图c
2.(2023·12月嘉兴一模)如图a所示是小马设计的脉冲式干电池充电电路。将干电池串接接入电路，闭合开关S自动完成充电。请完成以下任务。
(1)在电池充电时，二极管VD1的作用是(单选)________；
A.限流 B.分压 C.防止电池放电
(2)合上开关S后，发现电池始终无法充电，故障原因可能是(多选)________；
A.8脚虛焊 B.VT1虛焊
C.C1断路 D.C2断路
(3)若要增加电池充电的节数，则下列措施可行的是(单选)________；
A.增大Vcc，增大VD2的稳定电压
B.增大Vcc，减小VD2的稳定电压
C.增大R4；
D.减小R4
(4)小马在测试中发现，该充电电路存在电池过热的风险，于是他对电路进行了改进，增加测温模块监测电池的温度，当电池温度过高时A端输出高电平。如图b所示，请在虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整，要求当电池充满或过热时，自动停止充电。
3.(2023·12月Z20联考)小明设计了如图所示的声光电子闹钟电路。闭合开关S1，闹钟将在一段时间后发出声光提示。请完成以下任务：
555集成电路功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
＜Vcc 任意 高电平 断开
＞Vcc ＜Vcc 保持 保持
＞Vcc ＞Vcc 低电平 接地
(1)开关S1刚闭合，发光二极管VD的状态为(单选)________；
A.发光 B.不发光 C.闪烁
(2)小明发现扬声器发出的铃声太尖锐，对此合理的调节措施有(多选)________；
A.增大Rp　 B.减小C1 　C.增大R2　 D.减小R3 E.增大C3
(3)小明在调试过程中不小心将IC1损坏，准备用比较器重新设计电路，实现原有功能。请在虚线框1中连接给定的元器件，将电路补充完整。
(4)突然响起的铃声会让使用者吓一跳，小明打算对原电路进行改进，实现铃声响度由弱到强变化(忽略扬声器音调的变化)。请在虚线框2中连接给定的元器件，将电路补充完整。
4.(2023·10月天域联考)如图所示是小明设计的宠物自动喂食器控制电路，用力敏传感器检测粮仓和食碗内的宠粮重量，检测到的重量越大，力敏传感器的阻值越小。当粮仓内的宠粮重量低于设定值时，继电器J1吸合，将不会给食碗加粮。当粮仓内的宠粮高于设定值时，若食碗内的宠粮重量低于下限时，继电器J2吸合，自动加粮；达到上限值时，停止加粮。其中RV是检测食碗内宠粮的力敏传感器。
(1)根据电路原理分析，检测粮仓中宠粮重量的传感器是(单选)________；
A.R1 B.R2
(2)请在如图补全虚线框中的逻辑关系对应的波形图；
(3)下列关于该电路的分析中，正确的是(多选)________；
A.食碗内的宠粮重量在上、下限之间时，继电器J1不会吸合
B.加粮过程中，粮仓内宠粮重量低于设定值，喂食器停止加粮
C.加粮过程中，若R4短路，即使达到上限，喂食器会继续加粮
D.调节食碗宠粮重量上、下限时，必须先调Rp1，再调Rp2
(4)小明测试时发现继电器J1已损坏，无法检测粮仓里的宠粮重量。他准备重新设计该部分电路，输入部分保持不变，请你在虚线框内完成连线，保持原有功能不变。
5.(2024·1月义乌)小明在做灯光秀的电路设计，其中一盏发光二极管VD的电路控制如图a所示，请完成以下任务：
图a
555集成电路功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
＜Vcc 任意 高电平 断开
＞Vcc ＜Vcc 保持 保持
＞Vcc ＞Vcc 低电平 接地
(1)根据电路原理分析，当VT导通时，VT的状态是(单选)________；
A.一定是放大状态
B.一定是饱和状态
C.可能放大也可能饱和
(2)根据电路原理分析，当ST按下瞬间，3脚输出(单选)________；
A.高电平 B.低电平 C.无法确定
(3)当ST按下后，VD的发光情况为(单选)________；
A.突然点亮后突然熄灭地交替变化
B.突然点亮后逐渐变暗地交替变化
C.逐渐变亮后突然熄灭地交替变化
D.逐渐变亮后逐渐变暗地交替变化
(4)测试电路中能决定VD变化频率的元件有(多选)________；
A.C1　 B.C2　 C.C3　 D.R1　 E.R2　F.R3
(5)小明将电路烧制成了印制电路板，但在焊接元器件时，因为操作不当，将C1和R1两元件烧坏了。由于没有备用元器件，小明重新设计了如图b所示的电路，打算用导线实现原电路类似的功能，请帮小明在下列虚框中选择合适的端子连线，以满足电路功能。
图b
6.小明设计了如图a所示的试验电路，当教室没人时会自动切断电源。Rm是人体红外线敏感电阻；阻值会随着接收到的人体红外线强弱而改变；信号接收器能将空调遥控器发出的红外信号转化为B点的数字信号。继电器J1和J2均选择常开触点。请完成以下任务：
图a
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(1)当教室有人时，操作遥控器打开空调，此时图中A点和B点电位分别为(单选)________；
A.低电平，低电平 B.低电平，高电平
C.高电平，低电平
(2)小明搭建了电路进行试验，先打开教室空调，然后让所有人都离开教室，发现空调并没有自动关闭，可能的原因是(多选)________；
A.R4太小 B.R5太小
C.R1短路 D.R2短路
(3)为实现电路的功能，请你帮小明将虚线框1中的电路补充完整；
(4)小明在试验过程中不小心将555芯片烧坏了，想在原有电路基础上重新设计电路，实现同样的功能，小明已经画好了部分电路(图b)，请你帮小明用与非门将虚线框2中的电路补充完整，要求所用与非门数量最少。
图b
7.(2023·12月金丽衢)小明为了完成自动开关门装置，设计了如图所示的电机正反转控制电路。学生回宿舍时刷脸正确则电机正转(电流从“＋”到“－”)开门；进门后通过光电检测传感器时，LED发出的光被遮挡，电机反转关门；关门时如果有学生进门刷脸则继续开门；若开门后学生折返没有进宿舍，一定时间后电机也会反转关门。请完成以下任务：
(1)进门刷脸正确时，刷脸机的输出电平为(单选)________；
A.高电平 B.低电平 C.不能确定
若刷脸不正确，D点的电平为(单选)________；
A.高电平 B.低电平 C.不能确定
(2)请用不超过2个二输入或非门补全虚线框中的电路，要求电路简单；
(3)测试时发现刷脸正确开门时，来不及进门，电机就开始反转关门了，以下调节措施可行的有(多选)________；
A.增大C1　B.减小C1　C.增大R1　D.增大R2　E.增大R3　F.减小R3
(4)电路中还缺少一个按钮开关(按下时闭合，松开时断开)，安装在室内，出门时按一下即可开门，合适的安装位置是(单选)________；
A.AB之间 B.AC之间 C.CD之间
电路中还缺少两个开门、关门到位时的限位开关(门碰触到开关时断开)，其中开门到位时的限位开关可安装在电路中的(多选)________。
A.a处　B.b处　C.c处　D.d处　E.e处
8.(2023·11月金华十校)小明设计了如图a所示的水箱温度控制电路。当水箱中水的温度低于下限时开始加热，温度高于上限时停止加热。请完成以下任务：
图a
(1)根据电路结构和功能，Rt1和Rt2应选用(单选)________；
A.都是正温度系数热敏电阻 B.都是负温度系数热敏电阻
C.正、负温度系数热敏电阻各一个
(2)要调高上限温度，下列措施可行的是(多选)________；
A.调小Rp1 B.调小Rp2
C.R1换成更大阻值电阻 D.R2换成更大阻值电阻
(3)为了防止出现干烧(干烧：水箱中没有水时加热器加热)，小明增加了水位检测装置。并将电路功能优化如下：当水箱水位正常时(S输出0)，水箱中水温低于下限时开始加热，高于上限时停止加热；当水箱水位不正常时(S输出1)，加热器始终不加热。用一块四2输入与非门芯片替换555芯片，请在图b虚线框中连线将电路补充完整；
图b
(4)小明想在图b电路基础上用剩余的1个与非门设计增加水位报警电路：水位检测正常时，LED不发光；水位检测不正常时，LED闪烁报警。电路设计如图c所示，请在虚线框中利用继电器J的两组转换触点开关完成路电路连线。
图c
9.(2023·11月9＋1联盟)小明设计了如图a所示的闪烁灯实验电路，有连续闪烁和断续闪烁两种闪烁模式，分别由两个开关控制，其中C1 C2。请完成以下任务：
图a
(1)A点与B点对应的波形应为(单选)________；
(2)开关K1与K2控制的模式分别为(单选)________；
A.K1控制连续闪烁模式，K2控制断续闪烁模式
B.K1控制断续闪烁模式，K2控制连续闪烁模式
(3)在断续闪烁模式下，电路中能延长VD断续闪烁总时长的元件有(多选)________；在连续闪烁模式下，能决定VD单次闪烁频率的元件有(多选)________；
A.R3　B.R4　C.R5　D.C1　E.C2　F.C3
(4)小明在调试电路时，发现VD3在闪烁时，单次亮灭时间无法调整，小明想对电路进行改进，使VD3闪烁时单次亮灭时间可以调整，且单次亮灭的总时长不变。请在图b虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整。
图b
10.(2023·5月温州三模)小明是个电子发烧友，他想自制一个喷泉(如图a)的控制电路，以下是他收集到可以用于喷泉的相关电路。IC1比较器功能：V＋>V－时输出高电平，V＋555功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
>Vct >Vct >Vct 低电平 接地
图d
(1)图b中，R1＝R3＝R4＝2R2，闭合S1、IC1的A点电位为(单选)________；
A.大于3 V B.等于3 V 　C.小于3 V
(2)闭合S1、S2时，下列波形图最符合B点和C点输出的是(单选)________；
(3)小明对图c电路调节好各元器件参数，使用时可以观察到喷泉水泵的工作状态是(单选)________；
A.连续不间断喷水
B.连续间断性喷水
C.喷水吸水轮流进行
(4)小明突发奇想，结合以上两个电路特点，两电路通过一个阻值较大(图e中虚框内电阻)连接，实现喷泉水泵间隔性喷水，并且间隔时间和喷水时长均发生有规律变化。请在图e虚框内选择合适端点完成连线，使电路实现以上功能。
图e
11.(2023·5义乌联考)如图a所示是小明为某一户外便携式电源设计的过压、欠压指示电路，若便携式电源出现过压或者欠压时，发光二极管D1都会发光；当电源电压在安全范围内时，发光二极管D1不发光。IC1、IC2为电压比较器，当V＋>V－时输出高电平，当V＋(1)关于IC1和IC2的说法正确的是(单选)________；
A.IC1检测过压，IC2检测欠压
B.IC1检测欠压，IC2检测过压
C.无法判断
(2)小明想同时调低过压和欠压的设定值，以下调节方法可行的是(单选)________；
A.调小Rp1
B.C1更换为耐压值更高的电容器
C.R6更换为阻值更小的电阻
D.将12 V直流电源替换为10 V直流电源
(3)小明发现仅依靠D1发光，在户外使用时很难及时发现便携式电源出现过压或欠压，因此小明想利用无源蜂鸣器对电路进行改进设计，增加声音报警功能，改进电路如图 b所示，则虚线框1中的声音报警电路合适的有(多选)________；
(4)为了保护外部用电设备的安全，小明准备用继电器实现过压或欠压自动切断电源，小明在内置电源与取电插座之间增加了常闭触点J－1，请你在图c的虚线框2中完成继电器驱动电路设计。驱动电路设计。现有继电器J1(线圈额定电压3 V)继电器、J2(线圈额定电压6 V)、继电器J3(线圈额定电压12 V)、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在虚线框内完成电路设计，要求三极管采用共发射极接法，并标出所选继电器的编号；
(5)小明想用555代替逻辑门电路实现原有电路功能，请你在图d的虚线框3中完成电路设计。
12.(2023·3月金丽衢12校)如图a所示是小明初步构思的门禁闸门控制系统电路图，图b是门禁闸门结构示意图。刷卡时，若门卡信息匹配正确则打开闸门并在刷卡10秒后关闭闸门(暂不考虑闸门开、关到位时电机如何停止)；绿色发光二极管亮指示闸门打开状态，红色发光二极管亮指示闸门关闭状态。其中IC1为刷卡检测电路，若门卡信息匹配正确则IC1输出一个低电平脉冲信号(脉冲结束后稳定为高电平)。请完成以下任务：
　　　　
(1)根据电路原理分析，红色发光二极管是(单选)________；
A.VD1 B.VD2
C.VD3 D.VD4
(2)小明搭建了电路并通电测试，当555的3脚输出为低电平时，VD1、VD2同时不亮，无法正确指示闸门打开与关闭状态，可能的原因有(多选)________；
A.VT1发射结断路 B.VT2发射结断路 C.R3阻值偏大 D.R4阻值偏小
(3)小明发现刷卡10秒后闸门关闭，容易导致刷卡人通过后其他人跟随着进入。小明修改了电路功能要求：若检测到有人通过闸门则马上关闭闸门，无人通过则10秒后关闭闸门。小明在门禁结构(图b)的行人检测处添加了一个人体检测电路，图c电路图中IC2为人体检测电路，若检测到人体通过IC2输出一个低电平脉冲信号(脉冲结束后稳定为高电平)。请在虚线框1中补全电路以实现上述功能。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管；
(4)闸门开、关到位时电机若继续运转可能导致损坏，小明想使闸门完全打开或者关闭时电机停止运转，请在图d虚线框2内重新设计继电器控制电机正反转的电路，并标明J1－1、J1－2、J2－1、J2－2，要求电路连线简单。提供的元件有：限位开关K1(闸门完全闭合时断开)和限位开关K2(闸门完全打开时断开)。
图d
13.如图所示是小明设计的汽车雨刮器自动控制电路。当湿度高于下限时，V4、V5交替发光，其中V5发光，表示电机运转，带动雨刷摆动；V4发光，表示电机停转，雨刷停止摆动。当湿度高于上限时，雨刷间停时间变短。请完成以下任务：
(1)电路中湿敏电阻是(单选)________；
A.R1　 B.R2
(2)根据电路功能，完成虚线框1中的连线；
(3)小明准备用三极管驱动继电器来控制电机工作，当V5发光时，继电器吸合，电机运转，带动雨刷摆动；V4发光，继电器断开，电机停转，雨刷停止摆动。现有PNP三极管、电阻、二极管、继电器若干，请选择合适的元器件在虚线框2内完成电路设计，要求三极管采用共发射极接法；
(4)当湿度高于上限时，小明想让电动机中间停转时间更短一点，合理的调试手段是(单选)________；
A.调小Rp1 B.调大Rp2
C.调小Rp3 D.调大C1
14.(2023·4月天域联盟)小明设计了如图所示的声控灯试验电路，环境光线暗时，有声音时，发光二极管VD会发光一段时间；环境光线亮时，VD不会发光。请完成以下任务：
(1)根据电路原理分析，没有声音时，555集成电路的2脚的输入信号是(单选)________；
A.高电平 B.低电平
(2)小明画出了部分电路，请你在虚线框内用1个比较器和2个电阻补全电路，实现电路功能；
(3)调试时，小明想要延长发光二极管VD的发光时间，下列措施可行的是(多选)________；
A.调小Rp2 B.调大Rp2
C.调小Rp3 D.调大Rp3
(4)小明想用逻辑门代替555集成电路实现原有电路功能，小明画出了部分电路，其中R5的阻值比R6的阻值小得多，信号L和S采用原电路的输入部分，请在虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整。
强化练十五　综合电路分析与设计
1.(1)AD　(2)C
(3)如图所示
或
(4)如图所示
2.(1)C　(2)AC　(3)A　(4)如图所示
解析　(1)3脚：1时→电池E充电，达到设定值VT1导通→V4脚为：0→V3脚：0，不再充电，VD1防止电池对3脚放电，选C。
(2)A：8脚虚焊，V5脚为：0→V2、6脚>V5→V3脚：0，无法充电，正确
B：VT1的作用是充满电导通，让V4脚为：0→V3脚：0不再充电，VT1虚焊会导致过充，不正确。
C：C1断路V2、6脚：1→V3脚：0，无法充电，正确。
D：C2的作用是滤波，整个电路更为稳定，断路不影响整体运行，不正确。
(3)增加Vcc，让3脚输出更高的电压，增大VD2的稳定电压即要求E的上限更高才能让VT1导通，所以A正确B错误；CD的R4变化只会引发充电电流的大小变化，只影响充电时间，而不影响上限值。
(4)该设计要求过充或者过热时让V4脚为：0→V3脚；0不再充电，两个二极管或门接法，即当充满B出高或者高温A出高时，最后芯片A1出0。B不直接接二极管，接入芯片A2的目的是可以调节充电的上限。
3.(1)B　(2)CE　(3)如图所示
(4)如图所示
解析　(1)开关S1刚闭合，C1没有电荷，因此2、6脚为高电平，3脚出0，IC2电路不工作，IC2的3脚出低电平，VD不发光，B正确；
(2)铃声太尖锐，是因为周期太短了，BP发声与R2、R3和C3有关，因此只要增大其中一个即可，CE正确；
(3)S2按下去，2、6脚出高电平，充电的过程中其电平在降低，IC1的3脚出低电平，充到一定程度，3脚出高电平，BP开始发声，因此原来的2、6脚接电压比较器的V－，V＋只要取一个适合的电平即可，电路连线如答案所示；
(4)实现铃声从弱到强，需要将4、8脚电平从低升高，一种办法是让VT的基极电流慢慢变大，如图1答案所示；另一种办法VT基极电流不变的情况下，利用C5的充电过程，4、8脚电平在升高，如图2答案所示。
4.(1)B　(2)如图所示
(3)BC
(4)如图所示
5.(1)A　(2)B　(3)C　(4)AD　(5)如图所示
6.(1)C　(2)BC
(3)如图所示
(4)如图所示
7.(1)A 　B　(2)如图所示
(3)ACE　(4)A　AD
8.(1)C　(2)AD
(3)如图所示
(4)所图所示
解析　(1)当温度低于下限时启动加热，3脚输出为低电位→6脚输入为高电位→Rt2阻值小，低温阻值小为正特性。
当温度高于上限时停止加热，3脚输出为高电位→2脚输入为低电位→比较器V－输入为高电位→Rt1阻值小，高温阻值小，为负特性，选C。
(2)调高上限，即调试2脚输入线路，T↑→Rt1↓；方法一、比较电位不变，同大同小原理将Rp1↓；方法二、Rt1↓→V－↑→V＋↑→R2选更大或R1选更小，选AD。
(3)区间控制用与非门触发器，低电平触发，原电路2脚为0置输出为1，6脚为1置输出为0，即该区间控制只要低温时把原6脚输入的1转变成0即可，与非门作非门用；防干烧保护，当高温或无水时(或门)，停止加热，即两个二极管或门接法。
(4)阈值开关电路＋延时特性的RC反馈电路可形成多谐振荡电路，现只要接出RC的反馈回路即可。图中R1即作为调节阈值用，也同时提供RC反馈回路用，C1一端接Vcc，当A出0时应让C1延时充电(如图)，A为1时C1瞬间放电，故J2－1接常闭；同理C2一端接地，当A出1时应让C2延时充电，即J吸合时R1线路与C2接通，J2－2常开。
9.(1)A　(2)B 　(3)AD 　BCE
(4)如图所示
解析　(1)555多谐振荡，输入A是模拟信号，2和6脚比较的电位分别是Vcc和Vcc，输出B为数字信号。
(2)以两个与非门为主的电路是为了控制4脚电位。K2优先于K1，当K2闭合，4脚一直为1，VD连续闪烁；当K2断开后，K1闭合，两与非门与R3、C1构成多谐振荡，4脚在0与1间变化，所以K1控制断续闪烁模式。
(3)断续闪烁模式下，4脚0或1的时长由R3和C1的充放电时长决定，所以选AD。
555多谐振荡的频率由R4、R5、C2的充放电时长决定，所以选BCE。
(4)555多谐振荡T＝t充＋t放＝kR充C2＋kR放C2＝k(R充＋R放)C2。要求总时长不变，即R总不变，但充放时长可调，即Rp有一部分在充电的路上，另一部分在放电的路上即可。
10.(1)A　(2)C　(3)B　(4)如图所示
11.(1)A　(2)D　(3)CD
(4)如图所示
(5)如图所示
12.(1)A　(2)AC　(3)(4)见解析图
解析　(1)当有人刷卡时，IC1输出0，此时T3输出1，VD2亮，此时应该开门，VD2是绿灯。红灯则是VD1。VD3和VD4是开关二极管。
(2)当T3输出0时，VT1导通，VT2截止。根据(1)应该是关门，VD1亮，VD2灭。现在VD1、VD2都灭，说明VD1不正常。可能是VT1发射结断路，VD1灭；也可能是R3太大，使流过VD1的电流小于3 mA，认为VD3是灭的。故答案是AC。
(3)要关门，T3＝0，此时要求T2＝1，T6＝1，当关好门后，T2＝1，T6＝0。改进电路后，只有检测到IC2＝0才关门，关好门后IC2＝1对应起来，用一个电阻和一个三极管可以实现的电路方式有
或者
(4)当有卡信息时，T3＝1，J2中有电流，开门。K2是开门到位的限位开关，开时闭合，完全打开时断开。故K2应该与J2的触点串联；K1应该与J1的触点串联。其答案如图所示。
13.(1)B
(2)如图所示
(3)如图所示
(4)C
14.(1)A
(2)如图所示
(3)BD
(4)如图所示
答案1：
答案2：(共83张PPT)
第二部分 非选择题重点题型强化练
强化练十五　综合电路分析与设计
1.(2023·12月新昌模拟)如图a所示是小明设计的“双音”门铃，按钮开关K1放置在高处(成人使用)，按钮开关K2放置在低处(儿童使用)，可通过不同的门铃声音来判断是成人还是儿童在按门铃。请完成以下任务：
图a
(1)小明在电路调试时发现扬声器SP一直不响，以下可能造成此现象的原因是(多选)________；
A.C1连焊 B.C2虚焊
C.C3连焊 D.555集成电路7脚虚焊
E.电阻Rp1连焊
(2)已知电路要求，成人的门铃音调较高，儿童的门铃音调较低。则电路调试结束后，Rp1和Rp2的阻值大小关系是(单选)________；
A.Rp1>Rp2 B.Rp1＝Rp2 C.Rp1(3)试验电路功能时，小明发现需要按住按钮开关门铃才响，松开后门铃立马不响。现准备为电路添加延时功能，短暂按下按钮开关K1然后松开，门铃可以响一段时间后再停止。请在图b中a点和b点左侧虚线框内连线以实现延时功能；
图b
(4)使用一段时间后，小明发现集成电路555的7脚损坏，无法实现原电路功能。请在图c虚线框内补全电路以实现原电路功能，要求电路简单。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管。
图c
答案　(1)AD　(2)C (3)如图所示
或
(4)如图所示
2.(2023·12月嘉兴一模)如图a所示是小马设计的脉冲式干电池充电电路。将干电池串接接入电路，闭合开关S自动完成充电。请完成以下任务。
(1)在电池充电时，二极管VD1的作用是(单选)________；
A.限流 B.分压 C.防止电池放电
(2)合上开关S后，发现电池始终无法充电，故障原因可能是(多选)________；
A.8脚虛焊 B.VT1虛焊 C.C1断路 D.C2断路
(3)若要增加电池充电的节数，则下列措施可行的是(单选)________；
A.增大Vcc，增大VD2的稳定电压
B.增大Vcc，减小VD2的稳定电压
C.增大R4；
D.减小R4
(4)小马在测试中发现，该充电电路存在电池过热的风险，于是他对电路进行了改进，增加测温模块监测电池的温度，当电池温度过高时A端输出高电平。如图b所示，请在虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整，要求当电池充满或过热时，自动停止充电。
答案　(1)C　(2)AC　(3)A　(4)如图所示
解析　(1)3脚：1时→电池E充电，达到设定值VT1导通→V4脚为：0→V3脚：0，不再充电，VD1防止电池对3脚放电，选C。
(2)A：8脚虚焊，V5脚为：0→V2、6脚>V5→V3脚：0，无法充电，正确
B：VT1的作用是充满电导通，让V4脚为：0→V3脚：0不再充电，VT1虚焊会导致过充，不正确。
C：C1断路V2、6脚：1→V3脚：0，无法充电，正确。
D：C2的作用是滤波，整个电路更为稳定，断路不影响整体运行，不正确。
(3)增加Vcc，让3脚输出更高的电压，增大VD2的稳定电压即要求E的上限更高才能让VT1导通，所以A正确B错误；CD的R4变化只会引发充电电流的大小变化，只影响充电时间，而不影响上限值。
(4)该设计要求过充或者过热时让V4脚为：0→V3脚；0不再充电，两个二极管或门接法，即当充满B出高或者高温A出高时，最后芯片A1出0。B不直接接二极管，接入芯片A2的目的是可以调节充电的上限。
3.(2023·12月Z20联考)小明设计了如图所示的声光电子闹钟电路。闭合开关S1，闹钟将在一段时间后发出声光提示。请完成以下任务：
555集成电路功能表
(1)开关S1刚闭合，发光二极管VD的状态为(单选)________；
A.发光 B.不发光 C.闪烁
(2)小明发现扬声器发出的铃声太尖锐，对此合理的调节措施有(多选)________；
A.增大Rp　B.减小C1　C.增大R2　D.减小R3　E.增大C3
(3)小明在调试过程中不小心将IC1损坏，准备用比较器重新设计电路，实现原有功能。请在虚线框1中连接给定的元器件，将电路补充完整。
(4)突然响起的铃声会让使用者吓一跳，小明打算对原电路进行改进，实现铃声响度由弱到强变化(忽略扬声器音调的变化)。请在虚线框2中连接给定的元器件，将电路补充完整。
答案　(1)B　(2)CE　(3)如图所示
(4)如图所示
解析　(1)开关S1刚闭合，C1没有电荷，因此2、6脚为高电平，3脚出0，IC2电路不工作，IC2的3脚出低电平，VD不发光，B正确；
(2)铃声太尖锐，是因为周期太短了，BP发声与R2、R3和C3有关，因此只要增大其中一个即可，CE正确；
(3)S2按下去，2、6脚出高电平，充电的过程中其电平在降低，IC1的3脚出低电平，充到一定程度，3脚出高电平，BP开始发声，因此原来的2、6脚接电压比较器的V－，V＋只要取一个适合的电平即可，电路连线如答案所示；
(4)实现铃声从弱到强，需要将4、8脚电平从低升高，一种办法是让VT的基极电流慢慢变大，如图1答案所示；另一种办法VT基极电流不变的情况下，利用C5的充电过程，4、8脚电平在升高，如图2答案所示。
4.(2023·10月天域联考)如图所示是小明设计的宠物自动喂食器控制电路，用力敏传感器检测粮仓和食碗内的宠粮重量，检测到的重量越大，力敏传感器的阻值越小。当粮仓内的宠粮重量低于设定值时，继电器J1吸合，将不会给食碗加粮。当粮仓内的宠粮高于设定值时，若食碗内的宠粮重量低于下限时，继电器J2吸合，自动加粮；达到上限值时，停止加粮。其中RV是检测食碗内宠粮的力敏传感器。
(1)根据电路原理分析，检测粮仓中宠粮重量的传感器是(单选)________；
A.R1 B.R2
(2)请在如图补全虚线框中的逻辑关系对应的波形图；
(3)下列关于该电路的分析中，正确的是(多选)________；
A.食碗内的宠粮重量在上、下限之间时，继电器J1不会吸合
B.加粮过程中，粮仓内宠粮重量低于设定值，喂食器停止加粮
C.加粮过程中，若R4短路，即使达到上限，喂食器会继续加粮
D.调节食碗宠粮重量上、下限时，必须先调Rp1，再调Rp2
(4)小明测试时发现继电器J1已损坏，无法检测粮仓里的宠粮重量。他准备重新设计该部分电路，输入部分保持不变，请你在虚线框内完成连线，保持原有功能不变。
答案　(1)B　(2)如图所示
(3)BC (4)如图所示
5.(2024·1月义乌)小明在做灯光秀的电路设计，其中一盏发光二极管VD的电路控制如图a所示，请完成以下任务：
图a
555集成电路功能表
(1)根据电路原理分析，当VT导通时，VT的状态是(单选)________；
A.一定是放大状态
B.一定是饱和状态
C.可能放大也可能饱和
(2)根据电路原理分析，当ST按下瞬间，3脚输出(单选)________；
A.高电平 B.低电平 C.无法确定
(3)当ST按下后，VD的发光情况为(单选)________；
A.突然点亮后突然熄灭地交替变化
B.突然点亮后逐渐变暗地交替变化
C.逐渐变亮后突然熄灭地交替变化
D.逐渐变亮后逐渐变暗地交替变化
(4)测试电路中能决定VD变化频率的元件有(多选)________；
A.C1　B.C2　C.C3　D.R1　E.R2　F.R3
(5)小明将电路烧制成了印制电路板，但在焊接元器件时，因为操作不当，将C1和R1两元件烧坏了。由于没有备用元器件，小明重新设计了如图b所示的电路，打算用导线实现原电路类似的功能，请帮小明在下列虚框中选择合适的端子连线，以满足电路功能。
图b
答案　(1)A　(2)B　(3)C　(4)AD　(5)如图所示
6.小明设计了如图a所示的试验电路，当教室没人时会自动切断电源。Rm是人体红外线敏感电阻；阻值会随着接收到的人体红外线强弱而改变；信号接收器能将空调遥控器发出的红外信号转化为B点的数字信号。继电器J1和J2均选择常开触点。请完成以下任务：
图a
(1)当教室有人时，操作遥控器打开空调，此时图中A点和B点电位分别为(单选)________；
A.低电平，低电平 B.低电平，高电平
C.高电平，低电平
(2)小明搭建了电路进行试验，先打开教室空调，然后让所有人都离开教室，发现空调并没有自动关闭，可能的原因是(多选)________；
A.R4太小 B.R5太小
C.R1短路 D.R2短路
(3)为实现电路的功能，请你帮小明将虚线框1中的电路补充完整；
图b
答案　(1)C　(2)BC
(3)如图所示
(4)如图所示
7.(2023·12月金丽衢)小明为了完成自动开关门装置，设计了如图所示的电机正反转控制电路。学生回宿舍时刷脸正确则电机正转(电流从“＋”到“－”)开门；进门后通过光电检测传感器时，LED发出的光被遮挡，电机反转关门；关门时如果有学生进门刷脸则继续开门；若开门后学生折返没有进宿舍，一定时间后电机也会反转关门。请完成以下任务：
(1)进门刷脸正确时，刷脸机的输出电平为(单选)________；
A.高电平 B.低电平 C.不能确定
若刷脸不正确，D点的电平为(单选)________；
A.高电平 B.低电平 C.不能确定
(2)请用不超过2个二输入或非门补全虚线框中的电路，要求电路简单；
(3)测试时发现刷脸正确开门时，来不及进门，电机就开始反转关门了，以下调节措施可行的有(多选)________；
A.增大C1　B.减小C1　C.增大R1　D.增大R2 E.增大R3　F.减小R3
(4)电路中还缺少一个按钮开关(按下时闭合，松开时断开)，安装在室内，出门时按一下即可开门，合适的安装位置是(单选)________；
A.AB之间　 B.AC之间　 C.CD之间
电路中还缺少两个开门、关门到位时的限位开关(门碰触到开关时断开)，其中开门到位时的限位开关可安装在电路中的(多选)________。
A.a处　B.b处　C.c处　D.d处　E.e处
答案　(1)A 　B　(2)如图所示
(3)ACE　(4)A　AD
8.(2023·11月金华十校)小明设计了如图a所示的水箱温度控制电路。当水箱中水的温度低于下限时开始加热，温度高于上限时停止加热。请完成以下任务：
图a
(1)根据电路结构和功能，Rt1和Rt2应选用(单选)________；
A.都是正温度系数热敏电阻
B.都是负温度系数热敏电阻
C.正、负温度系数热敏电阻各一个
(2)要调高上限温度，下列措施可行的是(多选)________；
A.调小Rp1
B.调小Rp2
C.R1换成更大阻值电阻
D.R2换成更大阻值电阻
(3)为了防止出现干烧(干烧：水箱中没有水时加热器加热)，小明增加了水位检测装置。并将电路功能优化如下：当水箱水位正常时(S输出0)，水箱中水温低于下限时开始加热，高于上限时停止加热；当水箱水位不正常时(S输出1)，加热器始终不加热。用一块四2输入与非门芯片替换555芯片，请在图b虚线框中连线将电路补充完整；
图b
(4)小明想在图b电路基础上用剩余的1个与非门设计增加水位报警电路：水位检测正常时，LED不发光；水位检测不正常时，LED闪烁报警。电路设计如图c所示，请在虚线框中利用继电器J的两组转换触点开关完成路电路连线。
图c
答案　(1)C　(2)AD
(3)如图所示
(4)所图所示
解析　(1)当温度低于下限时启动加热，3脚输出为低电位→6脚输入为高电位→Rt2阻值小，低温阻值小为正特性。
当温度高于上限时停止加热，3脚输出为高电位→2脚输入为低电位→比较器V－输入为高电位→Rt1阻值小，高温阻值小，为负特性，选C。
(2)调高上限，即调试2脚输入线路，T↑→Rt1↓；方法一、比较电位不变，同大同小原理将Rp1↓；方法二、Rt1↓→V－↑→V＋↑→R2选更大或R1选更小，选AD。
(3)区间控制用与非门触发器，低电平触发，原电路2脚为0置输出为1，6脚为1置输出为0，即该区间控制只要低温时把原6脚输入的1转变成0即可，与非门作非门用；防干烧保护，当高温或无水时(或门)，停止加热，即两个二极管或门接法。
(4)阈值开关电路＋延时特性的RC反馈电路可形成多谐振荡电路，现只要接出RC的反馈回路即可。图中R1即作为调节阈值用，也同时提供RC反馈回路用，C1一端接Vcc，当A出0时应让C1延时充电(如图)，A为1时C1瞬间放电，故J2－1接常闭；同理C2一端接地，当A出1时应让C2延时充电，即J吸合时R1线路与C2接通，J2－2常开。
9.(2023·11月9＋1联盟)小明设计了如图a所示的闪烁灯实验电路，有连续闪烁和断续闪烁两种闪烁模式，分别由两个开关控制，其中C1 C2。请完成以下任务：
图a
(1)A点与B点对应的波形应为(单选)________；
(2)开关K1与K2控制的模式分别为(单选)________；
A.K1控制连续闪烁模式，K2控制断续闪烁模式
B.K1控制断续闪烁模式，K2控制连续闪烁模式
(3)在断续闪烁模式下，电路中能延长VD断续闪烁总时长的元件有(多选)________；在连续闪烁模式下，能决定VD单次闪烁频率的元件有(多选)________；
A.R3　B.R4　C.R5　D.C1　E.C2　F.C3
(4)小明在调试电路时，发现VD3在闪烁时，单次亮灭时间无法调整，小明想对电路进行改进，使VD3闪烁时单次亮灭时间可以调整，且单次亮灭的总时长不变。请在图b虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整。
图b
答案　(1)A　(2)B 　(3)AD 　BCE
(4)如图所示
(3)断续闪烁模式下，4脚0或1的时长由R3和C1的充放电时长决定，所以选AD。
555多谐振荡的频率由R4、R5、C2的充放电时长决定，所以选BCE。
(2)以两个与非门为主的电路是为了控制4脚电位。K2优先于K1，当K2闭合，4脚一直为1，VD连续闪烁；当K2断开后，K1闭合，两与非门与R3、C1构成多谐振荡，4脚在0与1间变化，所以K1控制断续闪烁模式。
(4)555多谐振荡T＝t充＋t放＝kR充C2＋kR放C2＝k(R充＋R放)C2。要求总时长不变，即R总不变，但充放时长可调，即Rp有一部分在充电的路上，另一部分在放电的路上即可。
10.(2023·5月温州三模)小明是个电子发烧友，他想自制一个喷泉(如图a)的控制电路，以下是他收集到可以用于喷泉的相关电路。IC1比较器功能：V＋>V－时输出高电平，V＋555功能表
图d
(1)图b中，R1＝R3＝R4＝2R2，闭合S1、IC1的A点电位为(单选)________；
A.大于3 V B.等于3 V 　 C.小于3 V
(2)闭合S1、S2时，下列波形图最符合B点和C点输出的是(单选)________；
(3)小明对图c电路调节好各元器件参数，使用时可以观察到喷泉水泵的工作状态是(单选)________；
A.连续不间断喷水
B.连续间断性喷水
C.喷水吸水轮流进行
(4)小明突发奇想，结合以上两个电路特点，两电路通过一个阻值较大(图e中虚框内电阻)连接，实现喷泉水泵间隔性喷水，并且间隔时间和喷水时长均发生有规律变化。请在图e虚框内选择合适端点完成连线，使电路实现以上功能。
图e
答案　(1)A　(2)C　(3)B　(4)如图所示
11.(2023·5义乌联考)如图a所示是小明为某一户外便携式电源设计的过压、欠压指示电路，若便携式电源出现过压或者欠压时，发光二极管D1都会发光；当电源电压在安全范围内时，发光二极管D1不发光。IC1、IC2为电压比较器，当V＋>V－时输出高电平，当V＋(1)关于IC1和IC2的说法正确的是(单选)________；
A.IC1检测过压，IC2检测欠压
B.IC1检测欠压，IC2检测过压
C.无法判断
(2)小明想同时调低过压和欠压的设定值，以下调节方法可行的是(单选)________；
A.调小Rp1
B.C1更换为耐压值更高的电容器
C.R6更换为阻值更小的电阻
D.将12 V直流电源替换为10 V直流电源
(3)小明发现仅依靠D1发光，在户外使用时很难及时发现便携式电源出现过压或欠压，因此小明想利用无源蜂鸣器对电路进行改进设计，增加声音报警功能，改进电路如图 b所示，则虚线框1中的声音报警电路合适的有(多选)________；
(4)为了保护外部用电设备的安全，小明准备用继电器实现过压或欠压自动切断电源，小明在内置电源与取电插座之间增加了常闭触点J－1，请你在图c的虚线框2中完成继电器驱动电路设计。驱动电路设计。现有继电器J1(线圈额定电压3 V)继电器、J2(线圈额定电压6 V)、继电器J3(线圈额定电压12 V)、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在虚线框内完成电路设计，要求三极管采用共发射极接法，并标出所选继电器的编号；
(5)小明想用555代替逻辑门电路实现原有电路功能，请你在图d的虚线框3中完成电路设计。
答案　(1)A　(2)D　(3)CD
(4)如图所示
(5)如图所示
12.(2023·3月金丽衢12校)如图a所示是小明初步构思的门禁闸门控制系统电路图，图b是门禁闸门结构示意图。刷卡时，若门卡信息匹配正确则打开闸门并在刷卡10秒后关闭闸门(暂不考虑闸门开、关到位时电机如何停止)；绿色发光二极管亮指示闸门打开状态，红色发光二极管亮指示闸门关闭状态。其中IC1为刷卡检测电路，若门卡信息匹配正确则IC1输出一个低电平脉冲信号(脉冲结束后稳定为高电平)。请完成以下任务：
(1)根据电路原理分析，红色发光二极管是(单选)________；
A.VD1　B.VD2　C.VD3　D.VD4
(2)小明搭建了电路并通电测试，当555的3脚输出为低电平时，VD1、VD2同时不亮，无法正确指示闸门打开与关闭状态，可能的原因有(多选)________；
A.VT1发射结断路
B.VT2发射结断路
C.R3阻值偏大
D.R4阻值偏小
(3)小明发现刷卡10秒后闸门关闭，容易导致刷卡人通过后其他人跟随着进入。小明修改了电路功能要求：若检测到有人通过闸门则马上关闭闸门，无人通过则10秒后关闭闸门。小明在门禁结构(图b)的行人检测处添加了一个人体检测电路，图c电路图中IC2为人体检测电路，若检测到人体通过IC2输出一个低电平脉冲信号(脉冲结束后稳定为高电平)。请在虚线框1中补全电路以实现上述功能。提供的元器件有：1个电阻，1个合适的三极管；
(4)闸门开、关到位时电机若继续运转可能导致损坏，小明想使闸门完全打开或者关闭时电机停止运转，请在图d虚线框2内重新设计继电器控制电机正反转的电路，并标明J1－1、J1－2、J2－1、J2－2，要求电路连线简单。提供的元件有：限位开关K1(闸门完全闭合时断开)和限位开关K2(闸门完全打开时断开)。
图d
答案　(1)A　(2)AC　(3)(4)见解析图
解析　(1)当有人刷卡时，IC1输出0，此时T3输出1，VD2亮，此时应该开门，VD2是绿灯。红灯则是VD1。VD3和VD4是开关二极管。
(2)当T3输出0时，VT1导通，VT2截止。根据(1)应该是关门，VD1亮，VD2灭。现在VD1、VD2都灭，说明VD1不正常。可能是VT1发射结断路，VD1灭；也可能是R3太大，使流过VD1的电流小于3 mA，认为VD3是灭的。故答案是AC。
(3)要关门，T3＝0，此时要求T2＝1，T6＝1，当关好门后，T2＝1，T6＝0。改进电路后，只有检测到IC2＝0才关门，关好门后IC2＝1对应起来，用一个电阻和一个三极管可以实现的电路方式有
或者
(4)当有卡信息时，T3＝1，J2中有电流，开门。K2是开门到位的限位开关，开时闭合，完全打开时断开。故K2应该与J2的触点串联；K1应该与J1的触点串联。其答案如图所示。
13.如图所示是小明设计的汽车雨刮器自动控制电路。当湿度高于下限时，V4、V5交替发光，其中V5发光，表示电机运转，带动雨刷摆动；V4发光，表示电机停转，雨刷停止摆动。当湿度高于上限时，雨刷间停时间变短。请完成以下任务：
(1)电路中湿敏电阻是(单选)________；
A.R1　B.R2
(2)根据电路功能，完成虚线框1中的连线；
(3)小明准备用三极管驱动继电器来控制电机工作，当V5发光时，继电器吸合，电机运转，带动雨刷摆动；V4发光，继电器断开，电机停转，雨刷停止摆动。现有PNP三极管、电阻、二极管、继电器若干，请选择合适的元器件在虚线框2内完成电路设计，要求三极管采用共发射极接法；
(4)当湿度高于上限时，小明想让电动机中间停转时间更短一点，合理的调试手段是(单选)________；
A.调小Rp1 B.调大Rp2
C.调小Rp3 D.调大C1
答案　(1)B
(2)如图所示
(3)如图所示
(4)C
14.(2023·4月天域联盟)小明设计了如图所示的声控灯试验电路，环境光线暗时，有声音时，发光二极管VD会发光一段时间；环境光线亮时，VD不会发光。请完成以下任务：
(1)根据电路原理分析，没有声音时，555集成电路的2脚的输入信号是(单选)________；
A.高电平 B.低电平
(2)小明画出了部分电路，请你在虚线框内用1个比较器和2个电阻补全电路，实现电路功能；
(3)调试时，小明想要延长发光二极管VD的发光时间，下列措施可行的是(多选)________；
A.调小Rp2 B.调大Rp2
C.调小Rp3 D.调大Rp3
(4)小明想用逻辑门代替555集成电路实现原有电路功能，小明画出了部分电路，其中R5的阻值比R6的阻值小得多，信号L和S采用原电路的输入部分，请在虚线框中连接给定的元器件，将电路补充完整。
答案　(1)A
(2)如图所示
(3)BD
(4)如图所示
答案1：
答案2：

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