资源简介

素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
技术意识 能在组装和调试活动的过程中，恰当处理人技关系，形成规范、安全的技术习惯 2 非选择题（第15题） 8
工程思维 尝试通过调试电子控制系统，对系统进行优化设计 2
创新设计 能根据设计对象和现有条件，根据活动过程中遇到的问题制订解决技术问题的一个或多个方案 2
图样表达 能识读电子元器件符号、电子线路图控制框图等，能绘制简单的电子线路图和控制框图 3
物化能力 能分析设计方案，并根据方案设计要求选择合适的元器件等材料，具有初步的工具思维，完成电子组装和调试；能对电子控制系统进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写简单的技术测试和方案试验的报告 4
考点　通过改变2、6脚的基准电压，实现区间控制
【知识梳理】
1.555内部结构图
5脚外接电压Vct，6脚的参考电势为Vct，2脚的参考电势为Vct。
2.常见区间控制电路
（1）5脚通过两个可调电阻改变Vct
（2）5脚通过热敏电阻改变Vct
（3）通过8脚改变Vct
（4）通过继电器触点反馈改变Vct
（5）通过三极管反馈改变Vct
【典例突破】
【典例】 （2022·6月选考）如图a所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路（图b）。当车间温度高于上限时V2发光，表示风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时V2熄灭，表示风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
555电路功能表
2脚 6脚 3脚 7脚
>Vcc >Vcc >Vcc 低电平 接地
（1）电路中的Rt1应采用　　　　（A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻）；
（2）设定温度上限和温度下限，合理的调试手段是　　　　（A.上限调R1、下限调R2；B.上限调R2、下限调R1）；
（3）小明准备用1个继电器同时控制风机和水泵工作，用555电路3脚的输出信号通过三极管驱动继电器，当继电器吸合时风机和水泵运行。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9 V）、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在图c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；
（4）小明想用逻辑门代替555电路实现原有电路功能，请你选用课本中的逻辑门，并在虚线框中画出电路，要求电路简单。
答案　（1）B　（2）B　（3）如图所示
（4）如图所示
或
或
解析　（1）温度高于上限时，3脚出高，V2发光，所以2脚小于Vcc，即Rt1变小，所以Rt1是负温度系数热敏电阻；（2）当温度高于上限后，系统开始散热，此时7脚断开，V1截止，R2不接入电路，所以R2与下限无关。故R1影响上下限，R2只影响上限。合理的调试手段是上限调R2，下限调R1；（3）3脚出高时，三极管能驱动继电器吸合，风机和水泵工作，因此用NPN三极管，电源电压为6 V，所以选用继电器2。（4）将原电路与7脚相连的点记为A，与2脚相连的点记为B，3脚记为F。原电路的功能是当温度低于下限，UA大于Vcc时，F＝0，同时使得V1导通，R2接入，使UA电位跃升，直到温度高于上限，UA小于Vcc，F＝1。因此B与F的关系为非逻辑，A与F相同，答案如上所示，非门可替换为与非门或者或非门。
【变式】 如图所示，是大棚温度控制系统电路原理图。数字集成电路采用555集成芯片，它的输入输出关系见图中表格。要求将大棚内温度控制在合理区间范围内，当温度高于上限时，制冷器启动工作，当温度低于下限时，制冷器停止工作。请根据电路图和功能要求完成下列任务：
555输入输出表
2脚 6脚 3脚
>V5 >V5 低电平
>V5 （1）为实现控制功能，热敏电阻Rt1为　　　　（在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.无法确定中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（2）请在虚线框中选择合适的点连线，补全电路，实现电路功能；
（3）现需要调低温度的上限，下限保持不变，下列措施中合理的是　　　　（在A.调小R4；B.调大R4；C.调小R5；D.调大R5中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（4）现需要对该电路进行改进，Rt2为负系数热敏电路用来检测大棚外的温度。当大棚内的温度到达上限且大棚外温度高时，则启动制冷器工作；当大棚内温度达到上限且大棚外温度低时，则启动通风器工作；当大棚内温度低于下限时，不论大棚外温度如何，制冷器和通风器均不工作。请用不超过4个二输入与非门在虚线框内完成电路连接。
答案　（1）A
（2）如图所示
（3）D
（4）如图所示
解析　（1）由题意得到：当温度高于上限时，开始制冷，3脚触发高电平，2脚小于V5，Rt1变大。所以Rt1为正温度系数热敏电阻，选A。（2）当开始制冷时，Rt1减小，2脚电位上升，但此时仍然需要2脚小于V5，所以V5应该变大，R5应该从和R4并联，到断开，所以R5应该通过常闭触点和R4并联。（3）需要调低温度的上限，下限保持不变，根据上一题的分析，上限温度较低时，2脚电位较高，此时需要触发3脚出高电平，所以增大V5，所以调大R5的阻值，选D。（4）由题意得到，当大棚内的温度到达上限且大棚外温度高时，则启动制冷器工作，所以F＝AB＝。当大棚内温度达到上限且大棚外温度低时，则启动通风器工作，所以。
1.如图所示的家用交流电过压、欠压保护电路，Ui是由家用交流电压转换而成的直流电压，交流电压越大，Ui越大，超过安全电压，称为过压；交流电压越小，Ui越小，低于安全电压，称为欠压。若家用交流电压发生过压、欠压时，继电器释放，常开触点断开，发光二极管发光；当家用交流电压在安全电压范围内时，继电器吸合，常开触点闭合，发光二极管不发光。其中Rp1调节过压设定值，Rp2调节欠压设定值。初始状态下，继电器J吸合。根据描述请完成以下任务：
（1）请在下图补全虚线框1中的逻辑关系对应的波形图；
（2）若要使过压的设定值调大，欠压的设定值不变，合理的措施是　　　　（A.调小Rp3；B.Rp1上移；C.Rp2上移）；
（3）在虚线框2中补画1个普通二极管和一个继电器，并在合适的端口连线，实现电路功能。555的3脚和7脚只能控制发光二极管和继电器中的其中1个；
（4）调试电路时，发现发生过压或者欠压时，常开触点不能断开用电器，下列原因分析中不可能的是　　　　（A.555的6脚被接到负极；B.R4一端接2脚，另一端被接到负极；C.继电器线圈的额定电压太大）。
答案　（1）如图所示
（2）B　（3）如图所示
（4）C
解析　（1）根据电路要求，从欠压到过压过程分析，可知a点电位变化为0－0－1，b点电位变化为1－1－0，c点电位变化为1－0－1，其表达式为c＝a＋b，波形图如答案所示；（2）由于Rp1调节过压值，要将其调大，即输入变大，其另一个比较电压也要变大（Rp1上移），因此选B；（3）根据功能，可知3脚出高电平时，7脚悬空，继电器吸合，因此3脚控制继电器；当3脚出低电平时，7脚接地，LED发光，电路连线如答案所示；（4）当继电器线圈的额定电压太大，线圈无法吸合，不存在不能断开继电器，所以选C。
2.如图a所示是小明同学设计的电热水器温度控制电路，IC1芯片的内部结构以及输入与输出的特性见图表。利用电热丝加热将水温控制在某个区间内。请完成以下任务：
555功能表
1脚 2脚 6脚 3脚 7脚 8脚
GND >Vct >Vct >Vct 低电平 接地
（1）根据电路图，为实现电热水器水温的区间控制，可以判断R1、R2的大小关系（单选）　　　　；
A.R1小于R2
B.R1等于R2
C.R1大于R2
（2）使用一段时间后，小明想提高使用体验，于是他对电路进行了优化。新电路能实现以下功能：①只有当室内温度低于设定值时，电热水器才开始工作②当室内温度低于设定值时，热水器的水温上下限都调高且由Rp1来调节上下限温度。其中Rt1、Rt2为同一特性的热敏电阻。小明画出了部分电路，请在图b虚线框1中完成电路连线，实现电路功能；
（3）电路测试时，发现无论室内温度如何变化，电热水器始终不加热，原因不可能的是（多选）　　　　；
A.Rt2断路 B.V1连焊
C.IC1的2、6脚短接 D.C1短路
（4）使用一段时间后，IC1的3脚故障损坏。小明同学决定利用IC1的7脚来实现原电路功能。现有电阻器、继电器J3、二极管、NPN三极管、PNP三极管各一个，请选用合适的元器件，在图c虚线框2内完成电路设计，要求：三极管采用共发射极接法。
答案　（1）A
（2）如图所示
参考方案1
参考方案2
（3）AC
（4）如图所示
3.小明为居家隔离的妹妹设计了一款如图a所示的房间湿度自动控制装置，当房间温度过高或者过低时，不加湿（由其它电器实现控制）。当房间温度适宜时，可将房间湿度控制在一定范围内。其中Rt是负温度系数热敏电阻，电圧比较器的V＋>V－时输出高电平，V＋　
（1）题图a虚线框处缺少一个逻辑门，请从教材中学过的逻辑门中选择一个符合控制要求的，将逻辑符号画在虚线框中；
（2）以下情境中V1不可能点亮的是　　　　（A.湿度在设定范围内；B.温度过高；C.V3断路；D.加湿器运行）；
（3）小明对设计好的电路进行调试，发现湿度上限偏高，应先　　　　再　　　　（A.调小Rp2；B.调大Rp2；C.调小Rp3；D.调大Rp3）；
（4）由于手上的555芯片损坏，小明决定重新设计A点右侧电路，并且想将电路改进成只在天黑且温度适宜时实现对房间内湿度的控制。小明画出了部分电路，请你在图b虚线框内用不超过四个二输入或非门补全电路。
图b
答案　（1）与门　（2）D　（3）B　D；F＝　（4）如图所示
4.如图a所示是土壤湿度范围控制电路，继电器J控制加湿器工作。RS是湿敏电阻，湿度越大，阻值越小。555的内部结构如图b所示。请根据电路图，完成以下任务：
图a
555电路内部结构
图b
（1）根据电路功能要求，在图c虚线框内1中选择合适的继电器触点，控制加湿器工作。
图c
（2）指示灯V1的功能是（单选）　　　　（A.加湿指示灯；B.停止加湿指示灯；C.湿度过高指示灯；D.湿度过低指示灯）；
（3）测试发现电路设定的湿度上、下限均偏高，可能造成该故障的原因有（多选）　　　　（A.V2断路；B.Rp2过大；C.Rp2过小；D.Rp1过小；E.Rp1过大）；
（4）测试发现当Vcc＝6 V时，3脚输出高电平的电压约为5.7 V，而选用的继电器的额定工作电压为5 V。现手头还有一个NPN硅三极管（可当二极管使用），请你在图d虚线框2内改进该电路，完成连线，使继电器安全工作。
图d
（5）小明想增加温度控制，要求当温度高于某一设定值时，湿度控制电路才正常工作。现提供负系数热敏电阻1个，PNP三极管1个，普通定值电阻1个。请在图e虚线框3完成电路连线。
图e
答案　（1）如图所示
（2）A　（3）AD
（4）如图所示
（5）如图所示
【基础巩固篇】
1.如图a所示是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，当水箱水位在b以上时且土壤湿度低于下限湿度，继电器J1吸合，电机M1启动将水箱中的水往土壤浇灌，当湿度高于上限湿度时，继电器J1释放。水箱水位在b以下时，电机M1停止工作，继电器J2吸合，电机M2启动，将水池中的水抽入水箱中，水箱水位达到a时，继电器J2释放，电机M2停止工作。请根据要求完成下列各题。
图a
（1）小明发现当水箱水位在b以上时，无论湿度高低，电机M1无法启动工作，下列故障原因中可能的是　　　　（A.二极管VD1虚焊；B.电阻R1阻值太大；C.三极管VT1击穿）
（2）若要使土壤湿度上限不变，下限调低，合理的措施是　　　　（A.先调大Rp1，再调小Rp4；B.先调小Rp1，再调大Rp4；C.先调大Rp2，再调大Rp4）；
（3）请用一块四二输入与非门集成门电路设计虚线框1中的逻辑电路，实现电路功能；
（4）使用过程中比较器损坏了，小明准备用555芯片设计电路来实现控制功能。请在小明所设计的电路图b的虚线框2中将电路连线图补画完整。
图b
答案　（1）B　（2）A　（3）如图所示
（4）如图所示
2.如图a所示是小明设计的自动开、关窗电路。其中RS为湿敏电阻，下雨或光线暗时电机M正转（电流从“＋”到“－”），窗户关闭；无雨且光线亮时，电机M反转（电流从“－”到“＋”），窗户打开。S1、S2为常闭开关，窗户完全关闭时S1断开、完全开启时S2断开；IC1为电压比较器，V＋＞V－时输出高电平，V＋＜V－时输出低电平。555芯片5脚的电位用Vct表示。请完成以下任务：
555功能表
2脚 6脚 4脚 3脚
＞Vct ＞Vct 高电平 低电平
＞Vct ＜Vct 高电平 保持
＜Vct 任意 高电平 高电平
任意 任意 低电平 低电平
（1）下雨时比较器输出　　　　（在A.高电平；B.低电平中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（2）适当调大Rp1阻值，下雨时的湿度设定值将会　　　　（在A.变大；B.不变；C.变小中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；适当调大Rp3阻值，光照度的设定值将会　　　　（在A.变大；B.不变；C.变小中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（3）请选用一个合适的逻辑门，补全虚线框1中电路；
（4）小明发现电机M无法正常工作，经检测，是三极管V2损坏，现准备用2个NPN型三极管和1个电阻来替代原来的三极管。请帮他完成图b虚线框2中的电路（三极管采用共发射极接法）。
答案　（1）B　（2）A　A（次序不可颠倒）
（3）如图所示
（4）如图所示
3.如图a所示为一鸡蛋孵化箱温控电路，能将温度控制在37～39摄氏度之间。NE555芯片的内部电路如图b所示，请根据电路，回答下列问题。
（1）从功能分析，该电路输入端热敏电阻Rt为　　　　（从A.NTC，B.PTC，C.无法确定中选择合适的选项填入“　　　　”中）。
（2）若要温度上下限同时调高，则可以（多选）　　　　（从A.调大Rp1，B.调小Rp1，C.调大Rp2，D调小Rp2，E.调大Rp3，F.调小Rp3中选择所有合适的选项填入“　　　　”中）；若要将温度上限调高，温度下限调低，则可以　　　　（从A.调大Rp1，B.调小Rp1，C.调大Rp2，D调小Rp2，E.调大Rp3，F.调小Rp3中选择所有合适的选项填入　　　　中）。
（3）为搭建测试电路，请完成虚线框中电路输出部分的连接。
答案　（1）B　（2）AD　E　（3）如图所示
4.如图a所示为某数据机房温度控制系统，现将温度控制在18 ℃～25 ℃，当温度超过上限时启动排风机M，当温度低于下限时，关闭排风机M。图b为555芯片的原理图，请根据图示完成以下任务：
（1）热敏电阻Rt1应选用类型为　　　　　（在A.PTC；B.NTC；C.PTC、NTC均可中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（2）只调高上限温度，应将　　　　（在A.Rp1下移；B.Rp1上移；C.Rp2下移；D.Rp2上移中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（3）由于焊接不当，造成555芯片的3引脚断了，请用555芯片的7脚、1个PNP型三极管、1个整流二极管及1个合适大小的电阻完成图c虚线框1的连线，要求保持原来的功能不变。
图c
（4）现在需要考虑室外环境，当室外温度较高或室外湿度较大时，由空调降温，否则由排风机降温。IR接收到高电平脉冲（由0变1）时，会向空调发送开机降温的红外遥控信号；IR接收到低电平脉冲（由1变0）时，会向空调发送关机的红外遥控信号，其他时候IR不发送信号。Rt2为室外正系数热敏电阻，Rs为室外负系数湿敏电阻，仅提供一块四2输入或非门芯片，请在图d虚线框2中完成原理图设计。
图d
答案　（1）A　（2）D　（3）如图所示
（4）如图所示
5.如图a所示为小明设计的某鸡蛋孵化室的空气湿度控制电路，M为加湿装置。Rt用于检测加湿用水的温度，当加湿用水的温度过高或者过低时不加湿，水温合适时，电路将孵化室内的空气湿度控制在50%～70%的范围内。电路中电压比较器IC1和IC2的功能：V＋>V－输出高电平，反之输出低电平。NE555的内部电路如图b所示，根据描述及电路图，完成下列各题。
（1）电路中的Rt应该选用　　　　（在A.正温度系数；B.负温度系数；C.无法确定中选择合适的选项填入“　　　　”处）；
（2）根据题目要求，将图a虚线框1中的电路连接完整；
（3）在电路调试过程中，若要将Rp3的阻值调试准确，满足题目要求，下列做法正确的是　　　　；
A.将湿敏电阻Rs放到50%的空气湿度环境中，将Rp3调到最大，将Rp4调到最小，使继电器释放，然后逐渐将Rp3调小直至继电器吸合
B.将湿敏电阻Rs放到50%的空气湿度环境中，将Rp3调到最大，将Rp4调到最大，使继电器释放，然后逐渐将Rp3调小直至继电器吸合
C.将湿敏电阻Rs放到70%的空气湿度环境中，将Rp3调到最小，将Rp4调到最大，使继电器吸合，然后逐渐调大Rp3，直至继电器释放
D.将湿敏电阻Rs放到70%的空气湿度环境中，将Rp3调到最小，将Rp4调到最小，使继电器吸合，然后逐渐调大Rp3，直至继电器释放
E.A、C两种方法都可以
（4）电路使用一段时间之后，电路中的555芯片损坏，现将电路进行重新设计如图c所示（逻辑门与门之前的电路与原电路相同），电路中Rs1用于检测下限湿度，Rs2用于检测上限湿度。请你帮助小明用不超过4个二输入与非门将图c虚线框2中的电路进行设计并连线，实现原电路的功能。
答案　（1）C　（2）如图所示
（3）C　（4）如图所示
6.如图所示为小明设计的温度上下限控制演示电路，Rt为负温度系数热敏电阻。温度低于下限时启动加热，温度高于上限时关闭加热，V1、V2为指示灯3脚输出低电平的实际电压为0 V，输出高电平的实际电压为7.5 V。请根据电路图完成以下任务。
（1）根据电路原理分析，加热指示灯是　　　　（A.V1；B.V2）；
（2）要实现温度上下限控制，R1的阻值应该　　　　R2的阻值（A小于：B.等于；C.大于）；
（3）Rp触点上移，会造成　　　　（A.上下限均提高；B.上下限均降低；C.上限提高，下限降低；D.上限降低，下限提高）；
（4）小明在调试原电路时发现，电路上下限不能独立调节，因此改进了电路，请帮助小明完成虚线框中的电路连线，实现R2仅调整上限的功能，三极管为NPN型。
答案　（1）A　（2）A　（3）A
（4）如图所示
【能力提升篇】
1.小明家的中央空调需要人工遥控开关，于是他想设计一个智能开关电路，如图1所示，用热敏电阻Rt1、Rt2检测房间温度，当房间的温度高于设定的上限时，继电器J吸合，空调系统启动工作降温。房间温度达到下限空调系统不工作。图2所示555内部电路图。
　　　　　　　　　　　　　　　　
（1）热敏电阻Rt1、Rt2是　　　　；
A.都是正温度系数 B.都是负温度系数
C.Rt1是负温度系数 D.Rt2是正温度系数
（2）要使上限不变，下限提高，正确做法是　　　　；
A.使Rp1触头向上滑动，Rp3向下滑动
B.使Rp1触头向下滑动，其他不变
C.使Rp2触头向上滑动，Rp3向下滑动
D.使Rp2触头向下滑动，其他不变
（3）运行中发现温度达到上限空调系统可以正常启动，但低于上限立刻停止运行，可能的原因是　　　　；
A.二极管V2断路 B.R3阻值过大
C.Rp3阻值过小 D.R5断路
（4）房间长时间开空调需要打开窗户通风换气，窗户打开时干簧管断开，现要求窗户打开后空调系统停止运行，现提供一个电阻和一个PNP型或NPN型三极管，请在图3虚线框1中使用合适的元件并完成连线，实现上述功能；
（5）小明发现房间没有人空调也自动启动，现要增加红外线检测电路，红外线传感器检测到有人时输出高电位。现要求房间有人且窗户关闭才空调能启动，请在图4虚线框2中使用不超过5个二输入或非门完成连线，实现以上功能。
图4
答案　（1）A　（2）B　（3）D　（4）如图所示
（5）如图所示
2.小郑参观温室种植的时候，发现合适的土壤湿度下，适宜的温度是最适合植物生长的。学习过通用技术《电子控制技术》的他设计了如图所示的土壤湿度控制电路。加湿装置M通电，加湿。当环境温度过高或者过低时，不加湿。当温度合适时，将土壤湿度控制在一定范围内。其中Rt是负温度系数的热敏电阻。请根据题目要求，完成以下任务：
（1）小郑设计的土壤湿度实验电路的控制手段属于　　　　（A.开环控制；B.闭环控制；C.人工控制；D.自动控制）；
（2）根据题目要求，电阻之间应该满足的关系是　　　　；
A.R8>R9；R10＋R9>R8
B.R8R8
C.R8>R9；R10＋R9（3）根据题目要求选择合适的比较器填入虚线框处；
（4）小郑和小杜探讨后发现，设计的电路没有办法实现温度控制，于是想要在原有的电路基础上，设计一个温度控制电路，实现温度合适时，将土壤湿度控制在一定范围内。温度不合适时，采用电热丝将温度控制在一定的范围后，再将土壤湿度控制在一定范围内。现有的材料有与非门、或非门、电阻、三极管（NPN或PNP），继电器，电热丝等。
答案　（1）D　（2）A　（3）如图所示
（4）如图所示
3.如图a所示是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，其中Rt为热敏电阻，Rs为湿敏电阻。当环境温度合适时，利用水泵M将土壤湿度控制在一定范围内；当环境温度过高或者过低时，不加湿。请完成以下任务：
图a
（1）电路中的Rt应采用　　　　（A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.正负温度系数热敏电阻均可）；
（2）为实现控制目的，请你选择一个合适的三极管在虚线框1内完成电路连线；
（3）若只调高下限湿度，调节措施合理的是　　　　（A.调小Rp2；B.调大Rp2；C.调小Rp3；D.调大Rp3）；
（4）调试电路时，无论土壤湿度如何变化，水泵M始终无法启动，以下不会造成该现象的是　　　　（A.Rt虚焊；B.Rs连焊；C.V3正负极接反；D.Rp3断路）；
（5）调试中发现7脚损坏，小明准备用二极管和电阻重新设计电路。请你用1个二极管和1个电阻在图b虚线框2内补全电路，要求保持电路原有的功能。
图b
答案　（1）C
（2）如图所示
（3）D　（4）D
（5）如图所示
4.小通在学校举办的设计发明大赛中想设计一个火山喷发模型。小通发现火山模型需通过加热加压操作后才能完成火山喷发并可以维持一段时间，图a为加压部分简易控制电路，图b为加热部分简易控制电路。图c为555电路功能表，其中Vct表示5脚电位。
555功能表
2脚 6脚 3脚
>Vct >Vct 低电平
>Vct 图c
（1）加压部分通过按住加压按钮SB1，当加压电机M启动后给火山模型加压，加热部分通过按住加热按钮SB2给火山模型加热。能够让火山喷发并能够持续一段时间的正确启动方式是　　　　（在A.先按住加热按钮，再按住加压按钮；B.先按住加压按钮，再按住加热按钮；C.同时按住加热和加压按钮中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（2）小通试验后发现火山喷发的持续时间不够，在火山喷发完毕后，经检测，若电容器C2已放电完毕，那么他要以通过　　　　途径来增加火山喷发的时间；若电容器C2还有较多的电量，那么他可以通过　　　　途径来增加火山喷发的时间（在A.延长按压SB1时间或将C2更换成电容量更大的电容器；B.减小Rp1；C.将R3更换为阻值更大的电阻；D.增大Rp2；E.减小Rp2中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（3）为了增强火山喷发的趣味性，小通想在火山启动后同时持续按住SB1、SB2按钮使火山持续喷发，请对图d中虚线内的电路连线实现此功能；
（4）为了使火山喷发的过程更加逼真，小通修改了部分电路并添加了火山喷发的震动功能，当按住加压按钮SB1且有喷射溶剂时，火山会震动；当松开加压按钮SB1，按住加热按钮SB2加热到高温，且有喷射溶剂时，火山会喷发，图e是修改后的电路图，Rt2为负温度系数热敏电阻，J3控制火山的喷发功能，J4控制火山的震动功能。请使用不超过5个二输入或非门在虚线框中完成电路的设计。
答案　（1）B　（2）A　D　（3）如图所示　（4）如图所示素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
技术意识 能在组装和调试活动的过程中，恰当处理人技关系，形成规范、安全的技术习惯 2 非选择题（第15题） 8
工程思维 尝试通过调试电子控制系统，对系统进行优化设计 2
创新设计 能根据设计对象和现有条件，根据活动过程中遇到的问题制订解决技术问题的一个或多个方案 2
图样表达 能识读电子元器件符号、电子线路图控制框图等，能绘制简单的电子线路图和控制框图 3
物化能力 能分析设计方案，并根据方案设计要求选择合适的元器件等材料，具有初步的工具思维，完成电子组装和调试；能对电子控制系统进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写简单的技术测试和方案试验的报告 4
考点　通过改变2、6脚的基准电压，实现区间控制
【知识梳理】
1.555内部结构图
5脚外接电压Vct，6脚的参考电势为Vct，2脚的参考电势为Vct。
2.常见区间控制电路
(1)5脚通过两个可调电阻改变Vct
(2)5脚通过热敏电阻改变Vct
(3)通过8脚改变Vct
(4)通过继电器触点反馈改变Vct
(5)通过三极管反馈改变Vct
【典例突破】
【典例】 (2022·6月选考)如图a所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路图b。当车间温度高于上限时V2发光，表示风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时V2熄灭，表示风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
555电路功能表
脚 6脚 3脚 7脚
>Vcc >Vcc >Vcc 低电平 接地
(1)电路中的Rt1应采用________(A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻)；
(2)设定温度上限和温度下限，合理的调试手段是________(A.上限调R1、下限调R2；B.上限调R2、下限调R1)；
(3)小明准备用1个继电器同时控制风机和水泵工作，用555电路3脚的输出信号通过三极管驱动继电器，当继电器吸合时风机和水泵运行。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9 V)、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在图c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；
(4)小明想用逻辑门代替555电路实现原有电路功能，请你选用课本中的逻辑门，并在虚线框中画出电路，要求电路简单。
听课笔记：　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
【变式】 如图所示，是大棚温度控制系统电路原理图。数字集成电路采用555集成芯片，它的输入输出关系见图中表格。要求将大棚内温度控制在合理区间范围内，当温度高于上限时，制冷器启动工作，当温度低于下限时，制冷器停止工作。请根据电路图和功能要求完成下列任务：
555输入输出表
2脚 6脚 3脚
>V5 >V5 低电平
>V5 (1)为实现控制功能，热敏电阻Rt1为________(在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.无法确定中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(2)请在虚线框中选择合适的点连线，补全电路，实现电路功能；
(3)现需要调低温度的上限，下限保持不变，下列措施中合理的是________(在A.调小R4；B.调大R4；C.调小R5；D.调大R5中选择合适的选项，将序号填入“________”处)；
(4)现需要对该电路进行改进，Rt2为负系数热敏电路用来检测大棚外的温度。当大棚内的温度到达上限且大棚外温度高时，则启动制冷器工作；当大棚内温度达到上限且大棚外温度低时，则启动通风器工作；当大棚内温度低于下限时，不论大棚外温度如何，制冷器和通风器均不工作。请用不超过4个二输入与非门在虚线框内完成电路连接。
1.如图所示的家用交流电过压、欠压保护电路，Ui是由家用交流电压转换而成的直流电压，交流电压越大，Ui越大，超过安全电压，称为过压；交流电压越小，Ui越小，低于安全电压，称为欠压。若家用交流电压发生过压、欠压时，继电器释放，常开触点断开，发光二极管发光；当家用交流电压在安全电压范围内时，继电器吸合，常开触点闭合，发光二极管不发光。其中Rp1调节过压设定值，Rp2调节欠压设定值。初始状态下，继电器J吸合。根据描述请完成以下任务：
(1)请在下图补全虚线框1中的逻辑关系对应的波形图；
(2)若要使过压的设定值调大，欠压的设定值不变，合理的措施是________(A.调小Rp3；B.Rp1上移；C.Rp2上移)；
(3)在虚线框2中补画1个普通二极管和一个继电器，并在合适的端口连线，实现电路功能。555的3脚和7脚只能控制发光二极管和继电器中的其中1个；
(4)调试电路时，发现发生过压或者欠压时，常开触点不能断开用电器，下列原因分析中不可能的是________(A.555的6脚被接到负极；B.R4一端接2脚，另一端被接到负极；C.继电器线圈的额定电压太大)。
2.如图a所示是小明同学设计的电热水器温度控制电路，IC1芯片的内部结构以及输入与输出的特性见图表。利用电热丝加热将水温控制在某个区间内。请完成以下任务：
555功能表
1脚 2脚 6脚 3脚 7脚 8脚
GND >Vct >Vct >Vct 低电平 接地
(1)根据电路图，为实现电热水器水温的区间控制，可以判断R1、R2的大小关系(单选)________；
A.R1小于R2　 B.R1等于R2　 C.R1大于R2
(2)使用一段时间后，小明想提高使用体验，于是他对电路进行了优化。新电路能实现以下功能：①只有当室内温度低于设定值时，电热水器才开始工作②当室内温度低于设定值时，热水器的水温上下限都调高且由Rp1来调节上下限温度。其中Rt1、Rt2为同一特性的热敏电阻。小明画出了部分电路，请在图b虚线框1中完成电路连线，实现电路功能；
(3)电路测试时，发现无论室内温度如何变化，电热水器始终不加热，原因不可能的是(多选)________；
A.Rt2断路 B.V1连焊
C.IC1的2、6脚短接 D.C1短路
(4)使用一段时间后，IC1的3脚故障损坏。小明同学决定利用IC1的7脚来实现原电路功能。现有电阻器、继电器J3、二极管、NPN三极管、PNP三极管各一个，请选用合适的元器件，在图c虚线框2内完成电路设计，要求：三极管采用共发射极接法。
3.小明为居家隔离的妹妹设计了一款如图a所示的房间湿度自动控制装置，当房间温度过高或者过低时，不加湿(由其它电器实现控制)。当房间温度适宜时，可将房间湿度控制在一定范围内。其中Rt是负温度系数热敏电阻，电圧比较器的V＋>V－时输出高电平，V＋　
(1)题图a虚线框处缺少一个逻辑门，请从教材中学过的逻辑门中选择一个符合控制要求的，将逻辑符号画在虚线框中；
(2)以下情境中V1不可能点亮的是________(A.湿度在设定范围内；B.温度过高；C.V3断路；D.加湿器运行)；
(3)小明对设计好的电路进行调试，发现湿度上限偏高，应先________再________(A.调小Rp2；B.调大Rp2；C.调小Rp3；D.调大Rp3)；
(4)由于手上的555芯片损坏，小明决定重新设计A点右侧电路，并且想将电路改进成只在天黑且温度适宜时实现对房间内湿度的控制。小明画出了部分电路，请你在图b虚线框内用不超过四个二输入或非门补全电路。
图b
4.如图a所示是土壤湿度范围控制电路，继电器J控制加湿器工作。RS是湿敏电阻，湿度越大，阻值越小。555的内部结构如图b所示。请根据电路图，完成以下任务：
图a
图b
555电路内部结构
(1)根据电路功能要求，在图c虚线框内1中选择合适的继电器触点，控制加湿器工作；
图c
(2)指示灯V1的功能是(单选)________(A.加湿指示灯；B.停止加湿指示灯；C.湿度过高指示灯；D.湿度过低指示灯)；
(3)测试发现电路设定的湿度上、下限均偏高，可能造成该故障的原因有(多选)________(A.V2断路；B.Rp2过大；C.Rp2过小；D.Rp1过小；E.Rp1过大)；
(4)测试发现当Vcc＝6 V时，3脚输出高电平的电压约为5.7 V，而选用的继电器的额定工作电压为5 V。现手头还有一个NPN硅三极管(可当二极管使用)，请你在图d虚线框2内改进该电路，完成连线，使继电器安全工作。
图d
(5)小明想增加温度控制，要求当温度高于某一设定值时，湿度控制电路才正常工作。现提供负系数热敏电阻1个，PNP三极管1个，普通定值电阻1个。请在图e虚线框3完成电路连线。
图e
：课后完成《专题分层精练》　专题31(共87张PPT)
第三部分　电子控制技术
专题31 555集成电路及其应用二(非选择题)
素养呈现·明要求
核心素养 表现要点 水平等级 考试题型 分值
技术意识 能在组装和调试活动的过程中，恰当处理人技关系，形成规范、安全的技术习惯 2 非选择题（第15题） 8
工程思维 尝试通过调试电子控制系统，对系统进行优化设计 2
创新设计 能根据设计对象和现有条件，根据活动过程中遇到的问题制订解决技术问题的一个或多个方案 2
图样表达 能识读电子元器件符号、电子线路图控制框图等，能绘制简单的电子线路图和控制框图 3
物化能力 能分析设计方案，并根据方案设计要求选择合适的元器件等材料，具有初步的工具思维，完成电子组装和调试；能对电子控制系统进行基本的技术测试和技术指标测量，撰写简单的技术测试和方案试验的报告 4
目 录
CONTENTS
考点
01
随堂达标检测
02
课时分层演练
03
考点　通过改变2、6脚的基准
电压，实现区间控制
1
1.555内部结构图
2.常见区间控制电路
（1）5脚通过两个可调电阻改变Vct
（2）5脚通过热敏电阻改变Vct
（3）通过8脚改变Vct
（4）通过继电器触点反馈改变Vct
（5）通过三极管反馈改变Vct
【典例】 （2022·6月选考）如图a所示是车间降温原理示意图及小明设计的温度控制试验电路（图b）。当车间温度高于上限时V2发光，表示风机和水泵运行，水泵工作产生水帘，风机排出热空气吸入经水帘冷却的空气，使车间降温。当车间温度低于下限时V2熄灭，表示风机和水泵停止运行。请完成以下任务：
555电路功能表
（1）电路中的Rt1应采用　　　　（A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻）；
（2）设定温度上限和温度下限，合理的调试手段是　　　　（A.上限调R1、下限调R2；B.上限调R2、下限调R1）；
（3）小明准备用1个继电器同时控制风机和水泵工作，用555电路3脚的输出信号通过三极管驱动继电器，当继电器吸合时风机和水泵运行。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9 V）、电阻器、二极管、NPN三极管、PNP三极管各1个，请选择4个合适的元器件在图c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；
（4）小明想用逻辑门代替555电路实现原有电路功能，请你选用课本中的逻辑门，并在虚线框中画出电路，要求电路简单。
答案　（1）B　（2）B　（3）如图所示
（4）如图所示
或
【变式】 如图所示，是大棚温度控制系统电路原理图。数字集成电路采用555集成芯片，它的输入输出关系见图中表格。要求将大棚内温度控制在合理区间范围内，当温度高于上限时，制冷器启动工作，当温度低于下限时，制冷器停止工作。请根据电路图和功能要求完成下列任务：
555输入输出表
（1）为实现控制功能，热敏电阻Rt1为　　　　（在A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.无法确定中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（2）请在虚线框中选择合适的点连线，补全电路，实现电路功能；
（3）现需要调低温度的上限，下限保持不变，下列措施中合理的是　　　　（在A.调小R4；B.调大R4；C.调小R5；D.调大R5中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（4）现需要对该电路进行改进，Rt2为负系数热敏电路用来检测大棚外的温度。当大棚内的温度到达上限且大棚外温度高时，则启动制冷器工作；当大棚内温度达到上限且大棚外温度低时，则启动通风器工作；当大棚内温度低于下限时，不论大棚外温度如何，制冷器和通风器均不工作。请用不超过4个二输入与非门在虚线框内完成电路连接。
答案　（1）A
（2）如图所示
（3）D
（4）如图所示
随堂达标检测
2
1.如图所示的家用交流电过压、欠压保护电路，Ui是由家用交流电压转换而成的直流电压，交流电压越大，Ui越大，超过安全电压，称为过压；交流电压越小，Ui越小，低于安全电压，称为欠压。若家用交流电压发生过压、欠压时，继电器释放，常开触点断开，发光二极管发光；当家用交流电压在安全电压范围内时，继电器吸合，常开触点闭合，发光二极管不发光。其中Rp1调节过压设定值，Rp2调节欠压设定值。初始状态下，继电器J吸合。根据描述请完成以下任务：
（1）请在下图补全虚线框1中的逻辑关系对应的波形图；
（2）若要使过压的设定值调大，欠压的设定值不变，合理的措施是　　　　（A.调小Rp3；B.Rp1上移；C.Rp2上移）；
（3）在虚线框2中补画1个普通二极管和一个继电器，并在合适的端口连线，实现电路功能。555的3脚和7脚只能控制发光二极管和继电器中的其中1个；
答案　（1）如图所示
（2）B　（3）如图所示
（4）C
解析　（1）根据电路要求，从欠压到过压过程分析，可知a点电位变化为0－0－1，b点电位变化为1－1－0，c点电位变化为1－0－1，其表达式为c＝a＋b，波形图如答案所示；（2）由于Rp1调节过压值，要将其调大，即输入变大，其另一个比较电压也要变大（Rp1上移），因此选B；（3）根据功能，可知3脚出高电平时，7脚悬空，继电器吸合，因此3脚控制继电器；当3脚出低电平时，7脚接地，LED发光，电路连线如答案所示；（4）当继电器线圈的额定电压太大，线圈无法吸合，不存在不能断开继电器，所以选C。
2.如图a所示是小明同学设计的电热水器温度控制电路，IC1芯片的内部结构以及输入与输出的特性见图表。利用电热丝加热将水温控制在某个区间内。请完成以下任务：
555功能表
（1）根据电路图，为实现电热水器水温的区间控制，可以判断R1、R2的大小关系（单选）　　　　；
A.R1小于R2 B.R1等于R2 C.R1大于R2
（2）使用一段时间后，小明想提高使用体验，于是他对电路进行了优化。新电路能实现以下功能：①只有当室内温度低于设定值时，电热水器才开始工作②当室内温度低于设定值时，热水器的水温上下限都调高且由Rp1来调节上下限温度。其中Rt1、Rt2为同一特性的热敏电阻。小明画出了部分电路，请在图b虚线框1中完成电路连线，实现电路功能；
（3）电路测试时，发现无论室内温度如何变化，电热水器始终不加热，原因不可能的是（多选）　　　　；
A.Rt2断路 B.V1连焊
C.IC1的2、6脚短接 D.C1短路
（4）使用一段时间后，IC1的3脚故障损坏。小明同学决定利用IC1的7脚来实现原电路功能。现有电阻器、继电器J3、二极管、NPN三极管、PNP三极管各一个，请选用合适的元器件，在图c虚线框2内完成电路设计，要求：三极管采用共发射极接法。
答案　（1）A
（2）如图所示
参考方案1
参考方案2
（3）AC
（4）如图所示
3.小明为居家隔离的妹妹设计了一款如图a所示的房间湿度自动控制装置，当房间温度过高或者过低时，不加湿（由其它电器实现控制）。当房间温度适宜时，可将房间湿度控制在一定范围内。其中Rt是负温度系数热敏电阻，电圧比较器的V＋>V－时输出高电平，V＋（1）题图a虚线框处缺少一个逻辑门，请从教材中学过的逻辑门中选择一个符合控制要求的，将逻辑符号画在虚线框中；
（3）小明对设计好的电路进行调试，发现湿度上限偏高，应先　　　　再　　　　（A.调小Rp2；B.调大Rp2；C.调小Rp3；D.调大Rp3）；
（4）由于手上的555芯片损坏，小明决定重新设计A点右侧电路，并且想将电路改进成只在天黑且温度适宜时实现对房间内湿度的控制。小明画出了部分电路，请你在图b虚线框内用不超过四个二输入或非门补全电路。
图b
答案　（1）与门
　
（4）如图所示
4.如图a所示是土壤湿度范围控制电路，继电器J控制加湿器工作。RS是湿敏电阻，湿度越大，阻值越小。555的内部结构如图b所示。请根据电路图，完成以下任务：
图a
555电路内部结构
图b
（1）根据电路功能要求，在图c虚线框内1中选择合适的继电器触点，控制加湿器工作。
图c
（2）指示灯V1的功能是（单选）　　　　（A.加湿指示灯；B.停止加湿指示灯；C.湿度过高指示灯；D.湿度过低指示灯）；
（3）测试发现电路设定的湿度上、下限均偏高，可能造成该故障的原因有（多选）　　　　（A.V2断路；B.Rp2过大；C.Rp2过小；D.Rp1过小；E.Rp1过大）；
（4）测试发现当Vcc＝6 V时，3脚输出高电平的电压约为5.7 V，而选用的继电器的额定工作电压为5 V。现手头还有一个NPN硅三极管（可当二极管使用），请你在图d虚线框2内改进该电路，完成连线，使继电器安全工作。
图d
（5）小明想增加温度控制，要求当温度高于某一设定值时，湿度控制电路才正常工作。现提供负系数热敏电阻1个，PNP三极管1个，普通定值电阻1个。请在图e虚线框3完成电路连线。
图e
答案　（1）如图所示
（2）A　（3）AD
（5）如图所示
（4）如图所示
3
课时分层演练
基础巩固篇
能力提升篇
1.如图a所示是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，当水箱水位在b以上时且土壤湿度低于下限湿度，继电器J1吸合，电机M1启动将水箱中的水往土壤浇灌，当湿度高于上限湿度时，继电器J1释放。水箱水位在b以下时，电机M1停止工作，继电器J2吸合，电机M2启动，将水池中的水抽入水箱中，水箱水位达到a时，继电器J2释放，电机M2停止工作。请根据要求完成下列各题。
图a
（1）小明发现当水箱水位在b以上时，无论湿度高低，电机M1无法启动工作，下列故障原因中可能的是　　　　（A.二极管VD1虚焊；B.电阻R1阻值太大；C.三极管VT1击穿）
（2）若要使土壤湿度上限不变，下限调低，合理的措施是　　　　（A.先调大Rp1，再调小Rp4；B.先调小Rp1，再调大Rp4；C.先调大Rp2，再调大Rp4）；
（3）请用一块四二输入与非门集成门电路设计虚线框1中的逻辑电路，实现电路功能；
（4）使用过程中比较器损坏了，小明准备用555芯片设计电路来实现控制功能。请在小明所设计的电路图b的虚线框2中将电路连线图补画完整。
图b
答案　（1）B　（2）A　（3）如图所示
（4）如图所示
2.如图a所示是小明设计的自动开、关窗电路。其中RS为湿敏电阻，下雨或光线暗时电机M正转（电流从“＋”到“－”），窗户关闭；无雨且光线亮时，电机M反转（电流从“－”到“＋”），窗户打开。S1、S2为常闭开关，窗户完全关闭时S1断开、完全开启时S2断开；IC1为电压比较器，V＋＞V－时输出高电平，V＋＜V－时输出低电平。555芯片5脚的电位用Vct表示。请完成以下任务：
555功能表
（1）下雨时比较器输出　　　　（在A.高电平；B.低电平中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（2）适当调大Rp1阻值，下雨时的湿度设定值将会　　　　（在A.变大；B.不变；C.变小中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；适当调大Rp3阻值，光照度的设定值将会　　　　（在A.变大；B.不变；C.变小中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（3）请选用一个合适的逻辑门，补全虚线框1中电路；
（4）小明发现电机M无法正常工作，经检测，是三极管V2损坏，现准备用2个NPN型三极管和1个电阻来替代原来的三极管。请帮他完成图b虚线框2中的电路（三极管采用共发射极接法）。
答案　（1）B　（2）A　A（次序不可颠倒）
（3）如图所示
（4）如图所示
3.如图a所示为一鸡蛋孵化箱温控电路，能将温度控制在37～39摄氏度之间。NE555芯片的内部电路如图b所示，请根据电路，回答下列问题。
（1）从功能分析，该电路输入端热敏电阻Rt为　　　　（从A.NTC，B.PTC，C.无法确定中选择合适的选项填入“　　　　”中）。
（2）若要温度上下限同时调高，则可以（多选）　　　　（从A.调大Rp1，B.调小Rp1，C.调大Rp2，D调小Rp2，E.调大Rp3，F.调小Rp3中选择所有合适的选项填入“　　　　”中）；若要将温度上限调高，温度下限调低，则可以　　　　（从A.调大Rp1，B.调小Rp1，C.调大Rp2，D调小Rp2，E.调大Rp3，F.调小Rp3中选择所有合适的选项填入　　　　中）。
（3）为搭建测试电路，请完成虚线框中电路输出部分的连接。
答案　（1）B　（2）AD　E　（3）如图所示
4.如图a所示为某数据机房温度控制系统，现将温度控制在18 ℃～25 ℃，当温度超过上限时启动排风机M，当温度低于下限时，关闭排风机M。图b为555芯片的原理图，请根据图示完成以下任务：
（1）热敏电阻Rt1应选用类型为　　　　　（在A.PTC；B.NTC；C.PTC、NTC均可中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（2）只调高上限温度，应将　　　　（在A.Rp1下移；B.Rp1上移；C.Rp2下移；D.Rp2上移中选择合适的选项，将序号填入“　　　　”处）；
（3）由于焊接不当，造成555芯片的3引脚断了，请用555芯片的7脚、1个PNP型三极管、1个整流二极管及1个合适大小的电阻完成图c虚线框1的连线，要求保持原来的功能不变。
图c
（4）现在需要考虑室外环境，当室外温度较高或室外湿度较大时，由空调降温，否则由排风机降温。IR接收到高电平脉冲（由0变1）时，会向空调发送开机降温的红外遥控信号；IR接收到低电平脉冲（由1变0）时，会向空调发送关机的红外遥控信号，其他时候IR不发送信号。Rt2为室外正系数热敏电阻，Rs为室外负系数湿敏电阻，仅提供一块四2输入或非门芯片，请在图d虚线框2中完成原理图设计。
图d
答案　（1）A　（2）D　（3）如图所示
（4）如图所示
5.如图a所示为小明设计的某鸡蛋孵化室的空气湿度控制电路，M为加湿装置。Rt用于检测加湿用水的温度，当加湿用水的温度过高或者过低时不加湿，水温合适时，电路将孵化室内的空气湿度控制在50%～70%的范围内。电路中电压比较器IC1和IC2的功能：V＋>V－输出高电平，反之输出低电平。NE555的内部电路如图b所示，根据描述及电路图，完成下列各题。
（1）电路中的Rt应该选用　　　　（在A.正温度系数；B.负温度系数；C.无法确定中选择合适的选项填入“　　　　”处）；
（2）根据题目要求，将图a虚线框1中的电路连接完整；
（3）在电路调试过程中，若要将Rp3的阻值调试准确，满足题目要求，下列做法正确的是　　　　；
A.将湿敏电阻Rs放到50%的空气湿度环境中，将Rp3调到最大，将Rp4调到最小，使继电器释放，然后逐渐将Rp3调小直至继电器吸合
B.将湿敏电阻Rs放到50%的空气湿度环境中，将Rp3调到最大，将Rp4调到最大，使继电器释放，然后逐渐将Rp3调小直至继电器吸合
C.将湿敏电阻Rs放到70%的空气湿度环境中，将Rp3调到最小，将Rp4调到最大，使继电器吸合，然后逐渐调大Rp3，直至继电器释放
D.将湿敏电阻Rs放到70%的空气湿度环境中，将Rp3调到最小，将Rp4调到最小，使继电器吸合，然后逐渐调大Rp3，直至继电器释放
E.A、C两种方法都可以
（4）电路使用一段时间之后，电路中的555芯片损坏，现将电路进行重新设计如图c所示（逻辑门与门之前的电路与原电路相同），电路中Rs1用于检测下限湿度，Rs2用于检测上限湿度。请你帮助小明用不超过4个二输入与非门将图c虚线框2中的电路进行设计并连线，实现原电路的功能。
答案　（1）C　（2）如图所示
（3）C　（4）如图所示
6.如图所示为小明设计的温度上下限控制演示电路，Rt为负温度系数热敏电阻。温度低于下限时启动加热，温度高于上限时关闭加热，V1、V2为指示灯3脚输出低电平的实际电压为0 V，输出高电平的实际电压为7.5 V。请根据电路图完成以下任务。
（1）根据电路原理分析，加热指示灯是　　　　（A.V1；B.V2）；
（2）要实现温度上下限控制，R1的阻值应该　　　　R2的阻值（A小于：B.等于；C.大于）；
（3）Rp触点上移，会造成　　　　（A.上下限均提高；B.上下限均降低；C.上限提高，下限降低；D.上限降低，下限提高）；
（4）小明在调试原电路时发现，电路上下限不能独立调节，因此改进了电路，请帮助小明完成虚线框中的电路连线，实现R2仅调整上限的功能，三极管为NPN型。
答案　（1）A　（2）A　（3）A
（4）如图所示
1.小明家的中央空调需要人工遥控开关，于是他想设计一个智能开关电路，如图1所示，用热敏电阻Rt1、Rt2检测房间温度，当房间的温度高于设定的上限时，继电器J吸合，空调系统启动工作降温。房间温度达到下限空调系统不工作。图2所示555内部电路图。
（1）热敏电阻Rt1、Rt2是　　　　；
A.都是正温度系数 B.都是负温度系数
C.Rt1是负温度系数 D.Rt2是正温度系数
（2）要使上限不变，下限提高，正确做法是　　　　；
A.使Rp1触头向上滑动，Rp3向下滑动
B.使Rp1触头向下滑动，其他不变
C.使Rp2触头向上滑动，Rp3向下滑动
D.使Rp2触头向下滑动，其他不变
（3）运行中发现温度达到上限空调系统可以正常启动，但低于上限立刻停止运行，可能的原因是　　　　；
A.二极管V2断路 B.R3阻值过大
C.Rp3阻值过小 D.R5断路
（4）房间长时间开空调需要打开窗户通风换气，窗户打开时干簧管断开，现要求窗户打开后空调系统停止运行，现提供一个电阻和一个PNP型或NPN型三极管，请在图3虚线框1中使用合适的元件并完成连线，实现上述功能；
（5）小明发现房间没有人空调也自动启动，现要增加红外线检测电路，红外线传感器检测到有人时输出高电位。现要求房间有人且窗户关闭才空调能启动，请在图4虚线框2中使用不超过5个二输入或非门完成连线，实现以上功能。
图4
答案　（1）A　（2）B　（3）D　（4）如图所示
（5）如图所示
2.小郑参观温室种植的时候，发现合适的土壤湿度下，适宜的温度是最适合植物生长的。学习过通用技术《电子控制技术》的他设计了如图所示的土壤湿度控制电路。加湿装置M通电，加湿。当环境温度过高或者过低时，不加湿。当温度合适时，将土壤湿度控制在一定范围内。其中Rt是负温度系数的热敏电阻。请根据题目要求，完成以下任务：
（1）小郑设计的土壤湿度实验电路的控制手段属于　　　　（A.开环控制；B.闭环控制；C.人工控制；D.自动控制）；
（2）根据题目要求，电阻之间应该满足的关系是　　　　；
A.R8>R9；R10＋R9>R8
B.R8R8
C.R8>R9；R10＋R9（3）根据题目要求选择合适的比较器填入虚线框处；
（4）小郑和小杜探讨后发现，设计的电路没有办法实现温度控制，于是想要在原有的电路基础上，设计一个温度控制电路，实现温度合适时，将土壤湿度控制在一定范围内。温度不合适时，采用电热丝将温度控制在一定的范围后，再将土壤湿度控制在一定范围内。现有的材料有与非门、或非门、电阻、三极管（NPN或PNP），继电器，电热丝等。
答案　（1）D　（2）A　（3）如图所示
（4）如图所示
3.如图a所示是小明设计的蔬菜大棚土壤湿度控制电路，其中Rt为热敏电阻，Rs为湿敏电阻。当环境温度合适时，利用水泵M将土壤湿度控制在一定范围内；当环境温度过高或者过低时，不加湿。请完成以下任务：
图a
（1）电路中的Rt应采用　　　　（A.正温度系数热敏电阻；B.负温度系数热敏电阻；C.正负温度系数热敏电阻均可）；
（2）为实现控制目的，请你选择一个合适的三极管在虚线框1内完成电路连线；
（3）若只调高下限湿度，调节措施合理的是　　　　（A.调小Rp2；B.调大Rp2；C.调小Rp3；D.调大Rp3）；
（4）调试电路时，无论土壤湿度如何变化，水泵M始终无法启动，以下不会造成该现象的是　　　　（A.Rt虚焊；B.Rs连焊；C.V3正负极接反；D.Rp3断路）；
（5）调试中发现7脚损坏，小明准备用二极管和电阻重新设计电路。请你用1个二极管和1个电阻在图b虚线框2内补全电路，要求保持电路原有的功能。
图b
答案　（1）C
（2）如图所示
（3）D　（4）D
（5）如图所示
4.小通在学校举办的设计发明大赛中想设计一个火山喷发模型。小通发现火山模型需通过加热加压操作后才能完成火山喷发并可以维持一段时间，图a为加压部分简易控制电路，图b为加热部分简易控制电路。图c为555电路功能表，其中Vct表示5脚电位。
555功能表
图c
（1）加压部分通过按住加压按钮SB1，当加压电机M启动后给火山模型加压，加热部分通过按住加热按钮SB2给火山模型加热。能够让火山喷发并能够持续一段时间的正确启动方式是　　　　（在A.先按住加热按钮，再按住加压按钮；B.先按住加压按钮，再按住加热按钮；C.同时按住加热和加压按钮中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（2）小通试验后发现火山喷发的持续时间不够，在火山喷发完毕后，经检测，若电容器C2已放电完毕，那么他要以通过　　　　途径来增加火山喷发的时间；若电容器C2还有较多的电量，那么他可以通过　　　　途径来增加火山喷发的时间（在A.延长按压SB1时间或将C2更换成电容量更大的电容器；B.减小Rp1；C.将R3更换为阻值更大的电阻；D.增大Rp2；E.减小Rp2中选择合适的选项，将序号填写在“　　　　”处）；
（3）为了增强火山喷发的趣味性，小通想在火山启动后同时持续按住SB1、SB2按钮使火山持续喷发，请对图d中虚线内的电路连线实现此功能；
（4）为了使火山喷发的过程更加逼真，小通修改了部分电路并添加了火山喷发的震动功能，当按住加压按钮SB1且有喷射溶剂时，火山会震动；当松开加压按钮SB1，按住加热按钮SB2加热到高温，且有喷射溶剂时，火山会喷发，图e是修改后的电路图，Rt2为负温度系数热敏电阻，J3控制火山的喷发功能，J4控制火山的震动功能。请使用不超过5个二输入或非门在虚线框中完成电路的设计。
答案　（1）B　（2）A　D　（3）如图所示
（4）如图所示

展开更多......

收起↑