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第五章　电子控制系统的设计及其应用
课时1　比较器电路分析A
任务　认识比较器
1.比较器外形及引脚图
常用的比较器(LM393)外形如图甲所示，管脚分布如图乙所示，常用电路符号如图丙所示。
2.功能表
7脚和4脚接电源的正负极， 2脚(V－)和3脚(V＋)为信号输入端，6脚(Vo)为信号输出端。功能表如下表所示。
V＋>V－ 高电平
V＋重难点1　比较器“单点”控制电路
比较器电路中最简单的、最基本的就是“单点”控制电路，电路设计并搭接好后要进行调试，调试的方法是：把V＋和V－调到相等。常见的电路如下：
(1)“比较器”温度控制电路
(2)“比较器”湿度控制电路
(3)双“比较器”温度(湿度)控制电路
例1 如图所示是小明设计的温度控制指示电路，其中CF741是运算放大器，输入输出的逻辑关系如表所示。当温度达到或高于30 ℃时发光二极管发光，反之不发光。下列说法中不正确的是(　　)
输入 输出
V3＞V2 V6高电压
V3＜V2 V6低电平
A.Rt为正温度系数热敏电阻
B. R2向上调节，可调高设置的报警温度
C.实际温度低于30 ℃时，比较器输出高电平
D.R3向上调节，可调低设置的报警温度
变式训练1 如图所示为小明设计的温度指示电路，其中电压比较器输入、输出的特性如表所示，当温度高于37 ℃时，发光二极管发光报警，反之不发光，下列分析中不正确的是(　　)
输入 输出
V＋＞V－ 高电平
V＋＜V－ 低电平
A.发光二极管VD发光时，VT可以工作在饱和状态
B.Rt是正温度系数热敏电阻
C.R3滑动端向下移，可以调低设置的报警温度
D.无论R3滑动端上移或下移，VD始终不发光，可能原因是R5阻值太大
重难点2　比较器“上下限”问题
比较器“上下限”问题其实就是“双点”控制问题，电路设计并搭接好后要进行调试，调试的方法是：把V＋和V－调到相等。
例2 如图所示电路，Rt1、Rt2是同一型号的热敏电阻，对于V1、V2若输入U＋>U－则输出高电平，若输入U＋A.Rt1、Rt2是正温度系数热敏电阻
B.Rp1用于调节下限温度，Rp2用于调节下限温度
C.电路调试好后，Rp1>Rp2
D.若将Rp3的触点向上移动，则电路的下、上限温度都降低
变式训练2 如下图所示为阳台花盆自动注水系统，当花盆土壤湿度达到湿度的下限值时，继电器吸合电动机通电给花盆注水，当花盆土壤湿度达到湿度的上限值时，继电器释放电动机断电停止注水(Rs1、Rs2均为负系数湿敏电阻)。下列关于该电路的分析中正确的是(　　)
A.当土壤湿度合适时电动机不会启动
B.如要调高下限湿度值可以调小Rp3
C.电动机始终无法启动可能是R2太小
D.一段时间后，花盆土壤非常干燥仍然不能注水，可能是Rs2坏了
例3 如图甲所示为烙铁烟雾自动消除电路，可以吸收电烙铁发出的烟雾气味。热敏电阻Rt安装在烙铁架子上的上端，每当电烙铁离开烙铁架进行焊接时，抽气扇就会自动运转，将烙铁释放出的烟雾吸起，烙铁每完成一个焊点放回烙铁架时，抽气扇就会停止运转。其中IC1、IC2的输入输出逻辑关系见表，Rt是负温度系数热敏电阻，M为抽气扇，Rp1和Rp2为可调节电阻。请完成以下任务：
(1)请你根据题中控制功能的要求，在图甲虚线框A内完成接线；
(2)在电路正常工作过程中，若测得IC1集成电路的3脚电压为6 V，则抽气扇的工作状态为(单选)________；
A.运转 　　B.停止运转 　　　　C.无法确定
(3)测试电路时发现，烙铁离开烙铁架进行焊接时，抽气扇不工作，产生该故障的原因分析中正确的是(多选)________；
A.三极管V1虚焊 B.二极管V2接反
C.R2阻值太大 D.热敏电阻Rt虚焊
(4)系统工作一段时间后，三极管V1损坏，现将电路改成用PNP型三极管驱动继电器来控制抽气扇M1的启动与否。要求保持系统原有的功能，请在图乙虚线框B内完成接线。其中继电器的引脚说明如下：
1.如图所示为电机保护电路，当Ui高于上限或者低于下限时，继电器吸合，电机停止工作；当电压正常，电机正常工作。LM358中IC1和IC2的特性：V＋>V－时，输出高电平；V＋A.调大R2，可调高电压上限
B.虚线框处J1应选用常闭触点
C.将V2换成电阻，则功能改变
D.若R1、R3阻值相同，则R2的阻值应大于R4阻值
2.如图所示为小明设计并调试好的高、低温报警电路。当温度在设定范围内时，LED1，LED2都不亮。其中热敏电阻为负温度系数温度传感器。下列说法正确的是(　　)
A.将Rp1往上滑，上下限温度都将变高
B.如果把R2调大，V1的基极的电位可能不受影响
C.将Rp2往上滑，上限温度将被调高，下限温度不变
D.当温度高于设定上限时，V1处于可能饱和状态
3.如图所示是小明设计的水箱恒温控制电路。当温度低于下限时，继电器吸合，加热器加热；温度高于上限时，继电器断开，加热器不加热。水箱内水位低于安全水位时，加热电路不工作。比较器功能： V＋>V－时输出高电平，V＋A.Rt为正温度系数热敏电阻
B.水位高于安全水位时，水位传感器输出高电平
C.Rp2触点下移，温度下限降低
D.LED为温度低于下限指示灯
4.如图所示是小明设计的温度控制电路，Rt是负温度系数热敏电阻。当温度超过40 ℃时，启动排风扇降温；当温度低于35 ℃时，启动加热丝加热。比较器功能：当V＋>V－时输出高电平，当V＋A.与门、或非门　　　　　B.或门、与非门　　　　　
C.与门、与非门　　　　　D.或门、或非门
5.小明为鸡蛋孵化室(正常工作温度为37 ℃～39 ℃)设计了如图所示的温度监测指示电路，用V4、V5、V6的发光状态指示孵化室的温度状况。其中Rt为负温度系数热敏电阻；A1、A2为电压比较器，当V＋>V－时输出高电平，当V＋(1)(2020·1月浙江选考)鸡蛋孵化室温度介于37 ℃和39 ℃之间时，V5发光，V4和V6不发光，题图虚线框位置应选用的逻辑门是(　　)
A.与非门 B.或非门
C.与门 D.或门
(2)(2020·1月浙江选考)下列关于该温度监测指示电路的分析中，恰当的是(　　)
A.Rp2滑动触点适当下移，指示的温度设定范围增大
B.Rp1滑动触点适当上移，Rt阻值的变化对A1的V＋影响增大
C.孵化室温度从40 ℃下降到38 ℃过程中，由V6发光转换为V5发光
D.孵化室温度从39 ℃下降到37 ℃过程中，V5的亮度逐渐变化
6.如图所示是具有快慢充功能的电池充电电路。E是充满电压为1.5 V的充电电池；当电池充到1.42 V后，转换为慢充；两个发光二极管分别指示快充和慢充状态。下列分析中不正确的是(　　)
A.电阻R1可避免调试时电源与接地之间短路
B.快充时指示灯VD2亮
C.充电电池充到1.5 V后，电路自动停止充电
D.电路调试成功后，a点电压为1.42 V
7.如图a所示为火灾报警电路的部分电路图，其中A1、A2是运算放大器，其输入输出关系如表，Rt1、Rt2为两个同样型号的热敏电阻，它们安装在室内同一处。但是，Rt1安装在金属板上，而Rt2安装在塑料壳体内部。正常情况下，金属板上和塑料壳体内温度是一样的，该报警装置不会报警；当发生火灾时，安装在金属板上的温度传感器因金属板导热快而温度升高快，而安装在塑料壳体内的温度传感器温度上升较慢，就会使A1输出高电平，从而使装置发出报警信号。请完成以下任务：
(1)根据题目描述及电路原理可知两个热敏电阻为(单选)________。
A.正温度系数热敏电阻 B.负温度系数热敏电阻
(2)请根据电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型)，补全虚框中的电路。
(3)现要对报警电路进行功能改进，要求在未发生火灾时，绿色警示灯亮；发生火灾时，红色警示为亮并发出报警声，同时声、光报警装置发生断路故障将互不影响，并且红、绿警示灯在工作时需要串联限流电阻R8，请根据描述要求，在图b中绘制J1开关将红、绿发光二极管及扬声器接入电路。
(4)在测试中发现，热敏电阻附近没有火源时，不报警；当热敏电阻附近放一个小型火源时，还是不报警，以下可能的原因有(多选)________。
A.R1连焊 B.R2虚焊
C.R3虚焊 D.R4连焊(桥接)
课时1　比较器电路分析A
案例导学厘清重难点
例1　D　[可以判定R为正温度系数热敏电阻；温度升高时，Rt阻值大；实际温度低于30 ℃时，Rt阻值小，2脚为低电平，V－变式训练1　A　[由题图可知，VT为共集电极接法，只能工作在放大状态。]
例2　C　[电路调试好后，Rp1变式训练2　D　[如图：
INCLUDEPICTURE"Z187.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z187.tif" \* MERGEFORMATINET
根据Rs1、Rs2是负温度系数湿敏电阻，触发器的1、1保持，得出下表如下：
IC1 IC2 F
<下 ab 0 1 0 注水
下—上 1 1 保持 保持
>上 1 0 1 不注水
选项A.土壤湿度合适，电动机保持启动或是不启动；选项B.比较器IC1管下限，与Rp3无关；选项C.R2越小，VT越容易导通，电动机越容易启动。选项D.Rs2坏了，可能无法检测上限，导致土壤干燥不注水。正确。]
例3　(1)如图所示
INCLUDEPICTURE"Z201.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z201.tif" \* MERGEFORMATINET
(2)C　(3)ABC
(4)如图所示
INCLUDEPICTURE"Z202.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z202.tif" \* MERGEFORMATINET
随堂达标检测
1．C　[设IC1的“－”输入端电平为V1，输出端电平为Vo1，IC2的“＋”输入端电平为V2，输出端电平为Vo2，二极管负极端电平为Vo，根据电路功能有：
Vo1 Vo2 Vo J状态
Ui高于上限 1 0 1 吸合
Ui介于上下限之间 0 0 0 释放
Ui低于下限 0 1 1 吸合
要使Ui介于上下限之间时J释放，只能使UiV2，说明V1对应的是上限，V2对应的是下限，由同向调节可知，调大R2，可调高电压上限，A项对；由V1>V2可得，若R1、R3阻值相同，则R2的阻值应大于R4阻值，D项对；J释放时电机工作，J1为常闭触点，B项对；将V2换成电阻，列表分析功能不变，C项错。]
2．C　[V1是共集电极接法，只能处于放大状态；Rp2调节上限温度，Rp3调节下限温度。将Rp2往上滑，上限温度将被调高，下限温度不变。故选C。]
3．D　[A.由图可知，工作时A给低电平，对应温度为低温，热敏为正温度系数，正确；B.水位安全，且温度低于下限才能让V1导通，所以非门输入端要给低电平，水位传感器输出高电平，正确；C.由图可判断，B点决定上限，C点决定下限，Rp2下移，负接口输入变低，下限变低，正确；D.工作时灯亮，温度低于下限，但水位不符合标准，灯是不亮的，错误。]
INCLUDEPICTURE"Z172.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z172.tif" \* MERGEFORMATINET
4．A　
INCLUDEPICTURE"Z174.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z174.tif" \* MERGEFORMATINET
[温度低于下限时，启动加热丝加热：C＝0，D＝0，F2＝1，则F2＝＝；当温度超过40 ℃时，启动排风扇降温：A＝1，B＝1，F1＝1，则F1＝AB，答案选A.]
5．(1)B　(2)A　[(1)温度介于37 ℃和39 ℃之间时，V4和V6不发光，则A1、A2的输出为低电平，V5发光，虚线框的输出为高电平，即：全0出1，有1出0，需要一个或非门，选择B。Rt为负温度系数热敏电阻，当温度很低时，A1输出低电平，A2输出高电平，V3导通，V6亮，V6为低温指示灯；温度很高时，V4亮，V4为高温指示灯。
(2)A选项Rp2触点下移，阻值增大，A1的负脚电压增大，由V＋＝V－得正脚电压增大，温度需更高V4亮，即上限温度变大；A2的正脚电压减小，由V＋＝V－得负脚电压减小，温度需更低V6亮，即下限温度变小；则设定温度范围变大，A对。C选项40 ℃为高温，V4亮，C错。D选项，因门电路输出高电平时电压为Vcc，V5的亮度不变，D错。B选项Rp1触点上移，电阻减小，V＋的电压减小，温度比39 ℃低时就A1输出高电平，上限温度降。或者用极限思维，Rp1调到0，Rt阻值的变化对A1的V＋无影响，B错。]
6．C　[A.若没有R1则当Rp触点滑至最上端时Vcc与接地短路。B.当电池没电时，比较器V－为低电平，比较器输出高电平，三极管导通，继电器吸合，VD1被短路，VD2亮起，所以VD2是快充指示灯，当充电到1.42 V后，比较器V－变为高电平，比较器输出低电平，三极管截止，继电器断开，VD1亮起。C.充电电池充到1.5 V时，Vcc依旧能通过R4、R5、R3向电池充电。D.依据电路功能a点电位应与电池快慢充转换电位进行比较，所以a点电位应为1.42 V。]
7．(1)B
(2)如图所示
INCLUDEPICTURE"Z196.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z196.tif" \* MERGEFORMATINET
(3)如图所示
INCLUDEPICTURE"Z197.tif" INCLUDEPICTURE "E:\\2025（春）通用技术 苏教版 电子控制技术（浙）\\Z197.tif" \* MERGEFORMATINET
(4)AB
解析　(1)发生火灾时，A1输出高电平，则Rt1＜Rt2，所以是负温度系数热敏电阻。(2)A2输出低电平时，发出报警声，则V饱和导通，所以要接的三极管应是输出饱和导通状态，所以应该接PNP型三极管。(3)红色发光二极管接常开触点，绿色发光二极管接常闭触点。(4)R1连焊(桥接)、R2虚焊会导致A2始终输出高电平，从而不会报警。(共67张PPT)
课时1　比较器电路分析A
第五章　电子控制系统的设计及其应用
目 录
CONTENTS
任务清单与知识构建
01
案例导学厘清重难点
02
随堂达标检测
03
课时分层训练
04
任务清单与知识构建
1
任务　认识比较器
1.比较器外形及引脚图
常用的比较器(LM393)外形如图甲所示，管脚分布如图乙所示，常用电路符号如图丙所示。
2.功能表
7脚和4脚接电源的正负极， 2脚(V－)和3脚(V＋)为信号输入端，6脚(Vo)为信号输出端。功能表如下表所示。
V＋>V－ 高电平
V＋案例导学厘清重难点
2
重难点1　比较器“单点”控制电路
比较器电路中最简单的、最基本的就是“单点”控制电路，电路设计并搭接好后要进行调试，调试的方法是：把V＋和V－调到相等。常见的电路如下：
(1)“比较器”温度控制电路
(2)“比较器”湿度控制电路
(3)双“比较器”温度(湿度)控制电路
D
输入 输出
V3＞V2 V6高电压
V3＜V2 V6低电平
A.Rt为正温度系数热敏电阻
B. R2向上调节，可调高设置的报警温度
C.实际温度低于30 ℃时，比较器输出高电平
D.R3向上调节，可调低设置的报警温度
解析　可以判定R为正温度系数热敏电阻；温度升高时，Rt阻值大；实际温度低于30 ℃时，Rt阻值小，2脚为低电平，V－A
输入 输出
V＋＞V－ 高电平
V＋＜V－ 低电平
A.发光二极管VD发光时，VT可以工作在饱和状态
B.Rt是正温度系数热敏电阻
C.R3滑动端向下移，可以调低设置的报警温度
D.无论R3滑动端上移或下移，VD始终不发光，可能原因是R5阻值太大
解析　由题图可知，VT为共集电极接法，只能工作在放大状态。
重难点2　比较器“上下限”问题
比较器“上下限”问题其实就是“双点”控制问题，电路设计并搭接好后要进行调试，调试的方法是：把V＋和V－调到相等。
例2 如图所示电路，Rt1、Rt2是同一型号的热敏电阻，对于V1、V2若输入U＋>U－则输出高电平，若输入U＋A.Rt1、Rt2是正温度系数热敏电阻
B.Rp1用于调节下限温度，Rp2用于调节下限温度
C.电路调试好后，Rp1>Rp2
D.若将Rp3的触点向上移动，则电路的下、上限温度都降低
解析　电路调试好后，Rp1C
变式训练2 如图所示为阳台花盆自动注水系统，当花盆土壤湿度达到湿度的下限值时，继电器吸合电动机通电给花盆注水，当花盆土壤湿度达到湿度的上限值时，继电器释放电动机断电停止注水(Rs1、Rs2均为负系数湿敏电阻)。下列关于该电路的分析中正确的是(　　)
A.当土壤湿度合适时电动机不会启动
B.如要调高下限湿度值可以调小Rp3
C.电动机始终无法启动可能是R2太小
D.一段时间后，花盆土壤非常干燥仍
然不能注水，可能是Rs2坏了
D
解析　如图：
根据Rs1、Rs2是负温度系数湿敏电阻，触发器的1、1保持，得出下表如下：
选项A.土壤湿度合适，电动机保持启动或是不启动；选项B.比较器IC1管下限，与Rp3无关；选项C.R2越小，VT越容易导通，电动机越容易启动。选项D.Rs2坏了，可能无法检测上限，导致土壤干燥不注水。正确。
IC1 IC2 F
<下 ab 0 1 0 注水
下—上 1 1 保持 保持
>上 1 0 1 不注水
例3 如图甲所示为烙铁烟雾自动消除电路，可以吸收电烙铁发出的烟雾气味。热敏电阻Rt安装在烙铁架子上的上端，每当电烙铁离开烙铁架进行焊接时，抽气扇就会自动运转，将烙铁释放出的烟雾吸起，烙铁每完成一个焊点放回烙铁架时，抽气扇就会停止运转。其中IC1、IC2的输入输出逻辑关系见表，Rt是负温度系数热敏电阻，M为抽气扇，Rp1和Rp2为可调节电阻。请完成以下任务：
(1)请你根据题中控制功能的要求，在图甲虚线框A内完成接线；
(2)在电路正常工作过程中，若测得IC1集成电路的3脚电压为6 V，则抽气扇的工作状态为(单选)________；
A.运转 　　 B.停止运转 　　　　C.无法确定
(3)测试电路时发现，烙铁离开烙铁架进行焊接时，抽气扇不工作，产生该故障的原因分析中正确的是(多选)________；
A.三极管V1虚焊 B.二极管V2接反
C.R2阻值太大 D.热敏电阻Rt虚焊
(4)系统工作一段时间后，三极管V1损坏，现将电路改成用PNP型三极管驱动继电器来控制抽气扇M1的启动与否。要求保持系统原有的功能，请在图乙虚线框B内完成接线。其中继电器的引脚说明如下：
答案　(1)如图所示
(2)C　(3)ABC
(4)如图所示
随堂达标检测
3
A.调大R2，可调高电压上限
B.虚线框处J1应选用常闭触点
C.将V2换成电阻，则功能改变
D.若R1、R3阻值相同，则R2的阻值应大于R4阻值
C
解析　设IC1的“－”输入端电平为V1，输出端电平为Vo1，IC2的“＋”输入端电平为V2，输出端电平为Vo2，二极管负极端电平为Vo，根据电路功能有：
Vo1 Vo2 Vo J状态
Ui高于上限 1 0 1 吸合
Ui介于上下限之间 0 0 0 释放
Ui低于下限 0 1 1 吸合
要使Ui介于上下限之间时J释放，只能使UiV2，说明V1对应的是上限，V2对应的是下限，由同向调节可知，调大R2，可调高电压上限，A项对；由V1>V2可得，若R1、R3阻值相同，则R2的阻值应大于R4阻值，D项对；J释放时电机工作，J1为常闭触点，B项对；将V2换成电阻，列表分析功能不变，C项错。
2.如图所示为小明设计并调试好的高、低温报警电路。当温度在设定范围内时，LED1，LED2都不亮。其中热敏电阻为负温度系数温度传感器。下列说法正确的是(　　)
C
A.将Rp1往上滑，上下限温度都将变高
B.如果把R2调大，V1的基极的电位可能不受影响
C.将Rp2往上滑，上限温度将被调高，下限温度不变
D.当温度高于设定上限时，V1处于可能饱和状态
解析　V1是共集电极接法，只能处于放大状态；Rp2调节上限温度，Rp3调节下限温度。将Rp2往上滑，上限温度将被调高，下限温度不变。故选C。
D
A.Rt为正温度系数热敏电阻
B.水位高于安全水位时，水位传感器输出高电平
C.Rp2触点下移，温度下限降低
D.LED为温度低于下限指示灯
解析　A.由图可知，工作时A给低电平，对应温度为低温，热敏为正温度系数，正确；B.水位安全，且温度低于下限才能让V1导通，所以非门输入端要给低电平，水位传感器输出高电平，正确；C.由图可判断，B点决定上限，C点决定下限，Rp2下移，负接口输入变低，下限变低，正确；D.工作时灯亮，温度低于下限，但水位不符合标准，灯是不亮的，错误。
4.如图所示是小明设计的温度控制电路，Rt是负温度系数热敏电阻。当温度超过40 ℃时，启动排风扇降温；当温度低于35 ℃时，启动加热丝加热。比较器功能：当V＋>V－时输出高电平，当V＋A
A.与门、或非门　　　　　 B.或门、与非门　　　　　
C.与门、与非门　　　　　 D.或门、或非门
解析　
5.小明为鸡蛋孵化室(正常工作温度为37 ℃～39 ℃)设计了如图所示的温度监测指示电路，用V4、V5、V6的发光状态指示孵化室的温度状况。其中Rt为负温度系数热敏电阻；A1、A2为电压比较器，当V＋>V－时输出高电平，当V＋(1)(2020·1月浙江选考)鸡蛋孵化室温度介于37 ℃和39 ℃之间时，V5发光，V4和V6不发光，题图虚线框位置应选用的逻辑门是(　　)
A.与非门 B.或非门
C.与门 D.或门
(2)(2020·1月浙江选考)下列关于该温度监测指示电路的分析中，恰当的是(　　)
A.Rp2滑动触点适当下移，指示的温度设定范围增大
B.Rp1滑动触点适当上移，Rt阻值的变化对A1的V＋影响增大
C.孵化室温度从40 ℃下降到38 ℃过程中，由V6发光转换为V5发光
D.孵化室温度从39 ℃下降到37 ℃过程中，V5的亮度逐渐变化
答案　(1)B　(2)A
解析　(1)温度介于37 ℃和39 ℃之间时，V4和V6不发光，则A1、A2的输出为低电平，V5发光，虚线框的输出为高电平，即：全0出1，有1出0，需要一个或非门，选择B。Rt为负温度系数热敏电阻，当温度很低时，A1输出低电平，A2输出高电平，V3导通，V6亮，V6为低温指示灯；温度很高时，V4亮，V4为高温指示灯。
(2)A选项Rp2触点下移，阻值增大，A1的负脚电压增大，由V＋＝V－得正脚电压增大，温度需更高V4亮，即上限温度变大；A2的正脚电压减小，由V＋＝V－得负脚电压减小，温度需更低V6亮，即下限温度变小；则设定温度范围变大，A对。C选项40 ℃为高温，V4亮，C错。D选项，因门电路输出高电平时电压为Vcc，V5的亮度不变，D错。B选项Rp1触点上移，电阻减小，V＋的电压减小，温度比39 ℃低时就A1输出高电平，上限温度降。或者用极限思维，Rp1调到0，Rt阻值的变化对A1的V＋无影响，B错。
A.电阻R1可避免调试时电源与接地之间短路
B.快充时指示灯VD2亮
C.充电电池充到1.5 V后，电路自动停止充电
D.电路调试成功后，a点电压为1.42 V
C
解析　A.若没有R1则当Rp触点滑至最上端时Vcc与接地短路。B.当电池没电时，比较器V－为低电平，比较器输出高电平，三极管导通，继电器吸合，VD1被短路，VD2亮起，所以VD2是快充指示灯，当充电到1.42 V后，比较器V－变为高电平，比较器输出低电平，三极管截止，继电器断开，VD1亮起。C.充电电池充到1.5 V时，Vcc依旧能通过R4、R5、R3向电池充电。D.依据电路功能a点电位应与电池快慢充转换电位进行比较，所以a点电位应为1.42 V。
7.如图a所示为火灾报警电路的部分电路图，其中A1、A2是运算放大器，其输入输出关系如表，Rt1、Rt2为两个同样型号的热敏电阻，它们安装在室内同一处。但是，Rt1安装在金属板上，而Rt2安装在塑料壳体内部。正常情况下，金属板上和塑料壳体内温度是一样的，该报警装置不会报警；当发生火灾时，安装在金属板上的温度传感器因金属板导热快而温度升高快，而安装在塑料壳体内的温度传感器温度上升较慢，就会使A1输出高电平，从而使装置发出报警信号。请完成以下任务：
(1)根据题目描述及电路原理可知两个热敏电阻为(单选)________。
A.正温度系数热敏电阻 B.负温度系数热敏电阻
(2)请根据电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型)，补全虚框中的电路。
(3)现要对报警电路进行功能改进，要求在未发生火灾时，绿色警示灯亮；发生火灾时，红色警示为亮并发出报警声，同时声、光报警装置发生断路故障将互不影响，并且红、绿警示灯在工作时需要串联限流电阻R8，请根据描述要求，在图b中绘制J1开关将红、绿发光二极管及扬声器接入电路。
(4)在测试中发现，热敏电阻附近没有火源时，不报警；当热敏电阻附近放一个小型火源时，还是不报警，以下可能的原因有(多选)________。
A.R1连焊 B.R2虚焊
C.R3虚焊 D.R4连焊(桥接)
答案　(1)B
(2)如图所示
(3)如图所示
(4)AB
解析　(1)发生火灾时，A1输出高电平，则Rt1＜Rt2，所以是负温度系数热敏电阻。(2)A2输出低电平时，发出报警声，则V饱和导通，所以要接的三极管应是输出饱和导通状态，所以应该接PNP型三极管。(3)红色发光二极管接常开触点，绿色发光二极管接常闭触点。(4)R1连焊(桥接)、R2虚焊会导致A2始终输出高电平，从而不会报警。
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基础巩固篇
素养提升篇
1.如图所示是花盆土壤湿度过低提醒装置电路图，当花盆土壤湿度过低时，电铃报警。该电路进行调试时，发现电铃始终不报警，下列故障原因分析中合理的是(　　)
A. R1虚焊
B. R2虚焊
C. R1短路
D.三极管V内部击穿短路
A
解析　电铃始终不报警，要么三极管损坏；要么三极管基极电位低，三极管不导通。电阻R2与电路虚焊，2脚低电位；电阻R1两端短路，3脚高电位，这两种情况造成6脚高电位，三极管导通，所以电铃一直响。三极管V内部击穿短路，电铃也一直响。而电阻R1与电路虚焊，3脚低电位，电铃始终不报警，所以分析中合理的是电阻R1与电路虚焊。正确选项为A。
2.如图所示光线报警系统，下列分析中正确的是(　　)
D
解析　当光线低于一定值时，比较器输出低电平，三极管VT2截止，蜂鸣器不响；增大Rp3，比较器V－增大，V＋也增大，Rg阻值小，设定值变高；调大Rp4，三极管VT2趋于截止，蜂鸣器不响。
A.当光线低于一定值时蜂鸣器响起
B.增大Rp3可以调低报警的设定值
C.当A端输出为高电平蜂鸣器不响时，可以调大Rp4使蜂鸣器响起
D.蜂鸣器响后，光照变弱，蜂鸣器不会停止
A.温度过高V3发光，温度降低到设定值以下时V3仍然发光
B.适当增大R2，可以提高温度设定值
C.适当增大R1，可以降低温度设定值
D.温度过高时，按下SW1则V3熄灭，立刻松开SW1后V3仍熄灭
D
A
A.若想调高设定温度﹐可以将Rp2滑片向下调节或Rp4滑片向下调节
B.电压比较器可以实现模拟信号转化为数字信号功能
C.三极管VT是PNP型
D.若增大电阻R的阻值，能对继电器的吸合产生影响
解析　当温度低于设定温度时，电热丝加热，三极管VT导通，比较器输出低电位，V－高电位，Rt阻值小，温度低阻值小，Rt为正温度系数热敏电阻，想调高设定值，Rt阻值大，调大Rp2或调小Rp4，即将Rp2滑片向上调节或将Rp4滑片向下调节。
A.当温度在设定值37 ℃时，若Rt阻值与R1相等，则Rp滑片在中间位置
B.Rt是正温度系数热敏电阻
C.若要调高设定温度，Rp滑片应向右滑移
D.当温度骤降至37 ℃以下时，发光二极管并没有立即熄灭
C
6.如图所示是小明设计的温度报警装置部分电路，其中IC是运算放大器，输入输出逻辑关系见图中表格，Rt是负温度系数热敏电阻。当温度达到或超过40 ℃时，要求该报警装置发出声、光报警信号。请完成以下任务：
(1)当温度升高时，Rt的电阻值将(单选)________；
A.增大 B.减小
(2)当温度达到或超过40 ℃时，要求发光二极管VD发光，请根据电路的逻辑关系在a、b、c三点中选择合适的点连接VD和R4；
(3)运算放大器不能直接驱动蜂鸣器报警，请根据电路的逻辑关系选择合适的三极管(NPN型或PNP型，采用共发射极接法)，在虚线框中画出蜂鸣器驱动电路；
(4)在测试中发现温度超过40 ℃还没有报警，现要对电路重新调试，调试步骤如下：
①将(单选)________放入盛有冷水的烧杯，插入温度计，加入热水使水温等于40 ℃；
A.IC B.R3 C.Rt
②(单选)________，直至报警装置发出声、光报警信号为止。
A.减小R3 B.增大R3 C.减小Rt D.增大Rt
答案　(1)B　(2)
(3)
(4)①C　②A
1.如图所示的电路，能将空气相对湿度控制在35%～40%之间，三极管均工作在开关状态。下列分析中，正确的是(　　)
D
A.调大Rp2，上、下限湿度设定值均降低
B.湿度为38%时闭合S，加湿器的工作状态不能确定
C.将湿度控制在37%～40%之间，仅需将Rp3滑片下移
D.将湿度控制在37%～40%之间，需先将Rp1滑片上移，再将Rp3滑片上移
C
2.如图所示的电路为光照过强和过弱提醒电路，其中Rg 为光敏电阻，比较器功能：V＋>V－时输出高电平，V＋解析　当光照过强时，V1发光，过弱时V2发光，适中时V3发光，故答案选C。
A.光照过强时，V2发光
B.光照适中时，V1、V2 都发光
C.光照过弱时，V1、V3 都不发光
D.光照适中时，V3 不发光
B
A.白天祭坛点火时将触发开门，晚上熄火时将触发关门
B.增大R5、R6将会对温度或光照强度阈值造成影响
C.将R2更换为小电阻后，可能需在光线更强的正午时分点火才能开门
D.白天点火后，V2亮；若意外熄火，V2仍然亮起
解析　R5、R6存在主要是为了让电压比较器保持上一状态，对光照强度或温度没有任何影响，所以B错误。
4.如图所示为小明设计的加热装置，当温度低于30 ℃时，电热丝开始加热，加热时V4亮，停止加热时V3亮，Rt 为热敏电阻， IC为电压比较器，当U＋>U－时，输出高电平，当U＋(1)Rt应选用(单选)________温度系数热敏电阻。
A.正 B.负
(2)若要使温度低于40 ℃时，电热丝开始加热，以下操作合理的是(单选)________。
A.Rp滑动触点上移 B.换用阻值更大的R1
C.换用阻值更大的R2 D.换用阻值更小的 R3
答案　(1)B　(2)B　(3)B　D
解析　(1)低温加热，则IC输出高电平，其“＋”需输入高电平，Rt变大，负温度系数热敏电阻；
(2)同向调节规律，更低温度，Rt变小，Rp变小，或保持Rp不变，V＋变小，V－同向变小，即R1变大或R2变小；
(3)R1虚焊，V－一直为低电平，V1一直导通，电热丝一直加热，V1击穿，V1一直导通，电热丝一直加热。
5.如图所示是小明同学设计的温度指示电路图。该电路用发光二极管指示环境温度的高低，Rt是负温度系数的热敏电阻，电位器Rp1和Rp2分别用于设置下限温度和上限温度。请完成以下任务：
(1)当电路调试完成以后，如果环境温度高于设定的上限温度时，V1和V2的亮灭情况是(单选)________。
A.V1亮、V2灭 B.V1亮、V2亮
C.V1灭、V2亮 D.V1灭、V2灭
(2)为了温度控制更加稳定可靠，应该在热敏电阻Rt的两端并联一个(单选)________。
A.电阻 B.电容
C.电感
答案　(1)B　(2)B　(3)ACD
解析　(1)高温时两比较器都输出高电平，两灯都亮。
(2)电容稳压作用。
(3)同向调节。

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