苏教版(2019) 选择性必修1《电子控制技术》 第五章 验收卷(五) 电子控制系统的设计及其应用 课件(共40张PPT)+ 练习

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苏教版(2019) 选择性必修1《电子控制技术》 第五章 验收卷(五) 电子控制系统的设计及其应用 课件(共40张PPT)+ 练习

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验收卷(五) 电子控制系统的设计及其应用
(时间:45分钟 总分:50分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的。)
1.如图所示是土壤湿度控制电路,当湿度低于下限值时,水泵开始浇水;达到上限值时停止。其中湿敏电阻阻值会随土壤湿度增加而减小。下列分析中正确的是(  )
A.水泵停止时,V1导通,V2截止
B.Rp2控制湿度下限值
C.V1处于放大状态时,适当增大R3,流过三极管V1的集电极电流不变
D.调试时发现上限湿度值设置偏高,应将Rp1调大
2.如图是小明设计的水壶加热电路。当水壶水位低于探头时,加热丝无法加热;当水位较高时,温度低于设定值,三极管VT3导通,加热丝开始加热。555芯片1脚、8脚为供电引脚,下列分析中正确的是(  )
6脚 2脚 3脚
<VCC <VCC 高电平
<VCC >VCC 保持
>VCC >VCC 低电平
A.水壶中有水时不加热,无水时加热,可能是R5虚焊造成的
B.水位高时减小电阻R1,影响A点电位,易造成VT2截止
C.Rt为负温度系数热敏电阻,改变电阻R4对温度设定值不产生影响
D.水位低于探头,温度低于设定值,三极管VT3也能导通
3.如图所示是小明设计的温控电路,能将水箱中的水控制在18 ℃~32 ℃之间,其中Rt为正温度系数热敏电阻。在调试时发现温度在上限左右,继电器会频繁启动,而加热指示灯始终不亮,以下关于该电路的分析正确的是(  )
A.二极管V2被反接 B.V3损坏
C.R4可能虚焊 D.R2可能连焊
4.如图所示是小明给自己的卧室设计的环境湿度控制电路。其中Rp1调节湿度下限值,Rp2调节湿度上限值;IC1A和IC1B为同一个芯片上的两个电压比较器,当V+>V-时输出高电平,当V+A.调试时发现V1亮,继电器不吸合,可能是R5阻值太小
B.加湿装置停止工作时V1点亮
C.当实际湿度在设定的上限值和下限值之间时,继电器吸合
D.当实际湿度高于设定的上限值时,继电器一定释放
5.如图所示为蔬菜大棚温度显示电路。组合电路中的Rt是负温度系数热敏电阻, A1和 A2为电压比较器,当V+> V-时输出高电平,当 V+VA),下列分析不正确的是(  )
A.想要更高的温度灯泡L才亮,Rp2向下调
B.Rp3向上调,下限温度变低
C.当温度高于上限温度或者低于下限温度,灯泡L发光,同时V3也发光
D.Rp1向上调,下限温度和上限温度同时变高
6.如图所示为电子百灵鸟电路,当用霓虹灯照射光敏电阻Rg时,能发出忽高忽低的声音。下列关于该电路的说法中不正确的是(  )
A.3脚输出数字信号
B.R2太大,喇叭可能不响
C.当灯光亮时,电路发出的声音频率低
D.电路发声时,C1两端电压在3 V~6 V变化
7.小明设计了如图所示的高温报警与处置电路。通过调试实现如下功能:当温度为20 ℃时,V2开始发光;当温度为30 ℃时,蜂鸣器FM报警;当温度为40 ℃时,继电器吸合,风扇开始工作降温;调试完成后测得5脚电压为5 V。关于该电路下列说法正确的是(  )
A.选用的蜂鸣器为有源蜂鸣器,从V2开始发光到FM开始报警的过程中,V2亮度不变
B.选用的蜂鸣器为无源蜂鸣器,从V2开始发光到FM开始报警的工程中,V2逐渐变亮
C.40 ℃时,三极管V1工作在放大状态
D.Rt为正系数热敏电阻
8.如图所示是小明设计的高温报警控制系统。当温度超过设定值时,扬声器BP发出铃声,同时发光二极管VD2点亮,其中R1、R2、R3、R4的阻值相同,IC1、IC2均为NE555芯片。下列说法中不正确的是(  )
该555功能表
4脚 2脚 6脚 3脚 7脚
1 1 >Vcc 1 >Vcc >Vcc 0 接地
0 无关 0 接地
A.Rt为负温度系数热敏电阻
B.要想调低警报声的频率,可增大C1的容量
C.温度下降到设定值以下,扬声器BP停止报警,发光二极管VD2熄灭
D.从功能表中可以看出当IC1的2、6脚为5 V时,3脚输出低电平
9.从国家2003年正式实施《室内空气质量标准》以后,室内温度已经成为衡量室内空气质量指标之一。标准中明确规定夏季空调房内温度的标准值为22 ℃~28 ℃。达到这个标准的室内温度就是舒适的室内温度。以下是室内温度控制的部分电路,A为人体感应传感器,有人时输出低电平,无人时输出高电平;M为制冷器。关于此电路,以下说法正确的是(  )
A.Rt为正温度系数热敏电阻
B.调节Rp2同时影响上下限的设定温度
C.调试温度上限时,可将Rt放入28 ℃的水中,Rp1从0逐渐调大,直至制冷器开始工作
D.如果三极管VT损坏,用一个PNP型三极管来代替,利用原来元器件,原功能将无法实现
10.如图1所示的温控电路,可实现温度区间控制。当温度低于30 ℃时,继电器吸合使电热丝加热。图2是555芯片内部电路图,图3是555芯片功能表(5脚电位用Vct表示)。下列关于该电路的说法不正确的是(  )
图1
图2
555功能表
2脚 6脚 3脚
<Vct 任意 高电平
>Vct <Vct 保持
>Vct >Vct 低电平
图3
A.Rt应采用负温度系数的热敏电阻
B.Rp的滑动触点向下移,电热丝开始加热的温度将高于30 ℃
C.适当增大R1,上限温度将上升
D.三极管V3的ce短路,该电路将无法实现温度区间控制
小明是个懂事的孩子,冬天的时候看见妈妈每次洗碗都是用冷水,手很冰冷,于是小明利用自己的通用技术知识设计了一个会自动加热的小厨宝,原理图如下图所示,Rt为 NTC(负温度系数)的热敏电阻,当蓄水桶里有水的时候,通过电热丝,里面的水温能始终保持在35 ℃~45 ℃之间。根据下面电路图完成第11~12题。
11.蓄水桶的水温始终能保持在 35 ℃~45 ℃之间,虚线框中应选择以下哪个电路(  )
12.下列关于自动保温小厨宝的叙述说法恰当的是(  )
A.适当调小Rp1,下限温度升高,上限温度升高
B.适当调大Rp2可以使下限温度降低
C.温度从 35 ℃上升到 45 ℃过程当中,V2 的亮度逐渐变亮
D. 为了使上下限均调小,可调节 Rp3 变小
二、非选择题(本大题共3小题,第13题8分,第14题9分,第15题9分,共26分。)
13.如图a所示为三极管检测电路,能检测NPN型和PNP型三极管的好坏。
图a
(1)当电路中接入PNP型被测三极管时,如果三极管正常则(单选)________;
A.LED1长亮 B.LED2长亮
C.LED1闪亮 D.LED2闪亮
(2)如果被测三极管击穿了,会出现(单选)______;
A.LED1一直亮 B.LED2一直亮
C.LED1、LED2交替闪亮
(3)电路中NE555与周边元器件组成了振荡电路,电路中VT1的作用是(单选)________;
A.电压放大 B.电流放大
C.开关
(4)小明准备搭建测试如图b电路,请你帮他完成芯片的连接。
图b
14.小明设计了如图所示的水箱恒温控制试验电路,用负温度系数的热敏电阻检测温度,当温度低于下限温度时电热丝加热,当温度高于上限温度时电热丝停止加热。请完成以下任务:
2脚 6脚 3脚 7脚
>Vcc >Vcc 低电平 接地
>Vcc (1)电路中热敏电阻是(单选)________;
A.R1 B.R2
(2)为实现上述功能,请选择一个合适的三极管,并将其连入虚线框1中;
(3)仅调高上限温度,下列措施中合理的是(单选)________;
A.减小R2的阻值 B.增大R2的阻值
C.减小R5的阻值 D.增大R5的阻值
(4)为提高该试验电路的安全性及节能性,小明在原来的基础上增加了控制要求:当水位过低或房间内无人时,停止加热。请你帮助小明用四2输入与非门在虚线框内完成电路的连接,要求电路简单(房间内无人时人体传感器出低电平,反之出高电平)。
15.小明同学设计了如图a所示的房间非法闯入报警系统原理图,当开关S闭合后房间禁止进入,若有人开门进入房间(门打开时,磁铁远离干簧管),系统会发出报警声。请完成以下任务:
(1)小明在调试的过程中,发现报警声很舒缓,不符合报警特征,需要把报警声设计得尖锐些,下列措施可行的是(多选)________;
A.C1换成电容更小的   B.Rp1阻值调小
C.R5阻值换成更大的   D.Rp2阻值调小
E.C2换成电容更大的
(2)小明在调试过程中发现门打开系统报警,门关回去就不报警。现小明在电路中加了按键K1,并打算通过连接一个二极管实现门打开后一直报警,关门后直到按一下K1键才停止报警,如图b所示,请在虚线框1中帮助小明成连线;
(3)小明打算对原系统进行优化,进行分级报警,当外人打开外围房间门进入时,系统报警,当进一步打开核心房间门进入时,报警声更加尖锐。该优化可以在图b电路Rp1上接入一个合适的干簧管实现,常见的干簧管有常开和常闭两类。请在图c的虚线框2中完成连线,以实现相应功能。其中R3、R4之间的干簧管对应的是(单选)________;
A.外围房间门 B.核心房间门
(4)小明搭建好图c电路后发现扬声器不能发声,以下故障不可能的是(多选)________。
A.C1连焊 B.C2虚焊
C.R2连焊 D.555芯片的7脚虚焊
验收卷(五) 电子控制系统的设计及其应用
1.C [V1放大状态时集电极电流只与基极电流有关。]
2.C
3.D [R2连焊时,该电路实现温度单点控制。]
4.D [调试时发现V1亮,继电器不吸合,可能是R5阻值太大,A项错误;加湿装置停止工作时V1灭,B项错误;当实际湿度在设定的上限值和下限值之间时,触发器处于保持状态,继电器吸合或释放,C项错误。]
5.C [V3直接接在V1基极一直不亮(电压太小)。]
6.C
7.C [温度为40 ℃时,V1集电极电势为2.5 V,处于放大状态。]
8.C [高温时报警,IC1的3脚为高电平,则IC1的4脚为高电平,Rt的阻值小,温度高阻值小,Rt为负温度系数热敏电阻,A项正确;要想调低警报声的频率,可增大C1的容量或者增大R2的电阻,B项正确;温度下降到设定值以下,扬声器BP停止报警,IC2的2、6脚电位为Vcc,3脚保持为低电平,VD2保持发光,C项错误:当IC1的2、6脚为5 V时,即2脚电位大于Vcc,6脚电位大于Vcc。3脚输出低电平,D项正确。]
9.C [28 ℃是温度上限,当温度上升达到上限时,要求制冷器工作。C正确。假设Rt是正系数,温度越高,阻值越大,此时比较器V-电位低于V+,因此比较器输出高电平,继电器J吸合,常闭触点J断开,制冷器不工作。与事实不符,因此假设错误,A错。VD2使得Rp2仅在比较器输出低电平时参与工作,因此不可能同时对上下限有影响,B错误。原电路采用NPN+常闭触点,若采用PNP实现原功能,可以考虑采用PNP+常开触点。D错。]
10.C [适当增大R1,上限温度将降低。故选C。]
11.C [由电路及工作原理可知只有当A和B都为1时,F才出1,故虚线框中应该填入与门;选项中B为或门,C是与门,故选C。]
12.B [Rp1调小,下限温度升高,上限温度降低;适当调大Rp2可以使下限温度降低,B正确;V3在该电路中工作在开关状态,故V2只有亮和灭两种状态;为了使上下限均调小,可调节 Rp3变大。]
13.(1)D (2)C (3)C (4)如图所示
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解析 (1)当电路中接入PNP型时,3脚高电平时VT1导通,其集电极低电平,待测三极管导通,两LED左侧低电平,右侧高电平,LED2亮,3脚低电平时VT1截止,其集电极高电平,待测三极管截止,两LED两侧都是高电平,LED都不亮;(2)三极管击穿,C端电位与7脚一致;(3)VT1主要使LED右端产生高低电平,开关作用;(4)小缺口为参考点,逆时针为1号至8号脚,参考电路图即可。
14.(1)A (2)如图所示
INCLUDEPICTURE "../T1439.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../T1439.TIF" \* MERGEFORMAT
(3)C (4)如图所示
INCLUDEPICTURE "../T1440.TIF" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../T1440.TIF" \* MERGEFORMAT
解析 (1)根据功能表,只要2为0,3就出1,开始加热。因此低温时是R1较大R2较小,由题干Rt是NTC,所以R1是Rt;(2)单稳态温度控制的特点是,加热前、后,输入端的电路结构不同,形成两个不同的输入部分、两个上下电阻的分压关系。加热前,3出0,7接地,+Vcc到R4到7到GND形成闭合回路,R5不参与电路的输入部分;加热开始,3出1,7悬空,+Vcc到R4可进入虚线框1中的元器件,将R5接入电路的输入部分,由R1、R2、R5控制温度;可知,只需一只基极注入电流的三极管即可,即NPN,把发射极接地;(3)加热前R5不参与温度控制,即R5不参与下限温控;开始加热后R5接入电路,则R5参与上限温度控制。调试时,根据“你大我也大”的原则,t变大,Rt变小,R5减小即可;(4)由题意可知,无人不加热、无水不加热,即当且仅当有人(1)、有水(1)且低温(1)时,才开始加热(1),则三个输入端与输出端的逻辑关系复合表达式F=ABC;题干要求用纯2输入的与非门表达、且电路尽量简单,需要4个与非门即可。
15.(1)ABD
(2)如图所示
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(3)A
INCLUDEPICTURE "../Z727.tif" \* MERGEFORMAT INCLUDEPICTURE "../Z727.tif" \* MERGEFORMAT
(4)C
解析 (1)报警声更尖锐,即555输出的脉冲频率更高,即电容C1的充放电周期更短,即充电和放电回中的电阻和电容更小,充放电回路上的电阻有R5和R6,电容有C1;电容C2和C3在电路中是滤波作用,与555输出的频率无关。(2)利用二极管的反馈实现IC1的正输入端保持为高电平。(3)R3和R4之间的干簧管是控制555是否工作,所以对应的是外围房间门。题目要求打开核心房门报警声更尖锐,由(1)分析得当打开核心房门充放电回路中电阻减小,所以选用常闭干簧管。(4)A项,C1连焊导致555的2脚和6脚直接接地,一直为低电平,当4脚位高电平,3脚一直输出高电平,扬声器发声;B项,C3虚焊,导致3脚输出电路断路,扬声器没有电流流过,不能发声;C项,R2连焊导致IC1负输入端接地,IC1一直输出高电平,R3和R4之间的干簧管对电路控制失去作用,扬声器发声;D项,555的7脚虚焊导致放电回路断开,电容C1无法放电,2脚和6脚保持为高电平,3脚输出低电平,扬声器不发声。(共40张PPT)
第五章 电子控制系统的设计及其应用
验收卷(五) 电子控制系统的设计及其应用
(时间:45分钟 总分:50分)
一、选择题(本大题共12小题,每小题2分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一个是符合题目要求的。)
1.如图所示是土壤湿度控制电路,当湿度低于下限值时,水泵开始浇水;达到上限值时停止。其中湿敏电阻阻值会随土壤湿度增加而减小。下列分析中正确的是(  )
C
解析 V1放大状态时集电极电流只与基极电流有关。
A.水泵停止时,V1导通,V2截止
B.Rp2控制湿度下限值
C.V1处于放大状态时,适当增大R3,流过三极管V1的集电极电流不变
D.调试时发现上限湿度值设置偏高,应将Rp1调大
C
2.如图是小明设计的水壶加热电路。当水壶水位低于探头时,加热丝无法加热;当水位较高时,温度低于设定值,三极管VT3导通,加热丝开始加热。555芯片1脚、8脚为供电引脚,下列分析中正确的是(  )
A.水壶中有水时不加热,无水时加热,可能是R5虚焊造成的
B.水位高时减小电阻R1,影响A点电位,易造成VT2截止
C.Rt为负温度系数热敏电阻,改变电阻R4对温度设定值不产生影响
D.水位低于探头,温度低于设定值,三极管VT3也能导通
D
3.如图所示是小明设计的温控电路,能将水箱中的水控制在18 ℃~32 ℃之间,其中Rt为正温度系数热敏电阻。在调试时发现温度在上限左右,继电器会频繁启动,而加热指示灯始终不亮,以下关于该电路的分析正确的是(  )
A.二极管V2被反接 B.V3损坏
C.R4可能虚焊 D.R2可能连焊
解析 R2连焊时,该电路实现温度单点控制。
D
4.如图所示是小明给自己的卧室设计的环境湿度控制电路。其中Rp1调节湿度下限值,Rp2调节湿度上限值;IC1A和IC1B为同一个芯片上的两个电压比较器,当V+>V-时输出高电平,当V+A.调试时发现V1亮,继电器不吸合,可能是R5阻值太小
B.加湿装置停止工作时V1点亮
C.当实际湿度在设定的上限值和下限值之间时,继电器吸合
D.当实际湿度高于设定的上限值时,继电器一定释放
解析 调试时发现V1亮,继电器不吸合,可能是R5阻值太大,A项错误;加湿装置停止工作时V1灭,B项错误;当实际湿度在设定的上限值和下限值之间时,触发器处于保持状态,继电器吸合或释放,C项错误。
C
A.想要更高的温度灯泡L才亮,Rp2向下调
B.Rp3向上调,下限温度变低
C.当温度高于上限温度或者低于下限温度,灯泡L发光,同时V3也发光
D.Rp1向上调,下限温度和上限温度同时变高
解析 V3直接接在V1基极一直不亮(电压太小)。
C
C
7.小明设计了如图所示的高温报警与处置电路。通过调试实现如下功能:当温度为20 ℃时,V2开始发光;当温度为30 ℃时,蜂鸣器FM报警;当温度为40 ℃时,继电器吸合,风扇开始工作降温;调试完成后测得5脚电压为5 V。关于该电路下列说法正确的是(  )
A.选用的蜂鸣器为有源蜂鸣器,从V2开始发光到FM开始报警的过程中,V2亮度不变
B.选用的蜂鸣器为无源蜂鸣器,从V2开始发光到FM开始报警的工程中,V2逐渐变亮
C.40 ℃时,三极管V1工作在放大状态
D.Rt为正系数热敏电阻
解析 温度为40 ℃时,V1集电极电势为2.5 V,处于放大状态。
C
A.Rt为负温度系数热敏电阻
B.要想调低警报声的频率,可增大C1的容量
C.温度下降到设定值以下,扬声器BP停止报警,发光二极管VD2熄灭
D.从功能表中可以看出当IC1的2、6脚为5 V时,3脚输出低电平
C
9.从国家2003年正式实施《室内空气质量标准》以后,室内温度已经成为衡量室内空气质量指标之一。标准中明确规定夏季空调房内温度的标准值为22 ℃~28 ℃。达到这个标准的室内温度就是舒适的室内温度。以下是室内温度控制的部分电路,A为人体感应传感器,有人时输出低电平,无人时输出高电平;M为制冷器。关于此电路,以下说法正确的是(  )
A.Rt为正温度系数热敏电阻
B.调节Rp2同时影响上下限的设定温度
C.调试温度上限时,可将Rt放入28 ℃的水中,Rp1从0逐渐调大,直至制冷器开始工作
D.如果三极管VT损坏,用一个PNP型三极管来代替,利用原来元器件,原功能将无法实现
解析 28 ℃是温度上限,当温度上升达到上限时,要求制冷器工作。C正确。假设Rt是正系数,温度越高,阻值越大,此时比较器V-电位低于V+,因此比较器输出高电平,继电器J吸合,常闭触点J断开,制冷器不工作。与事实不符,因此假设错误,A错。VD2使得Rp2仅在比较器输出低电平时参与工作,因此不可能同时对上下限有影响,B错误。原电路采用NPN+常闭触点,若采用PNP实现原功能,可以考虑采用PNP+常开触点。D错。
C
图1
图2
A.Rt应采用负温度系数的热敏电阻
B.Rp的滑动触点向下移,电热丝开始加热的温度将高于30 ℃
C.适当增大R1,上限温度将上升
D.三极管V3的ce短路,该电路将无法实现温度区间控制
解析 适当增大R1,上限温度将降低。故选C。
小明是个懂事的孩子,冬天的时候看见妈妈每次洗碗都是用冷水,手很冰冷,于是小明利用自己的通用技术知识设计了一个会自动加热的小厨宝,原理图如下图所示,Rt为 NTC(负温度系数)的热敏电阻,当蓄水桶里有水的时候,通过电热丝,里面的水温能始终保持在35 ℃~45 ℃之间。根据下面电路图完成第11~12题。
C
11.蓄水桶的水温始终能保持在 35 ℃~45 ℃之间,虚线框中应选择以下哪个电路(  )
解析 由电路及工作原理可知只有当A和B都为1时,F才出1,故虚线框中应该填入与门;选项中B为或门,C是与门,故选C。
B
12.下列关于自动保温小厨宝的叙述说法恰当的是(  )
A.适当调小Rp1,下限温度升高,上限温度升高
B.适当调大Rp2可以使下限温度降低
C.温度从 35 ℃上升到 45 ℃过程当中,V2 的亮度逐渐变亮
D. 为了使上下限均调小,可调节 Rp3 变小
解析 Rp1调小,下限温度升高,上限温度降低;适当调大Rp2可以使下限温度降低,B正确;V3在该电路中工作在开关状态,故V2只有亮和灭两种状态;为了使上下限均调小,可调节 Rp3变大。
二、非选择题(本大题共3小题,第13题8分,第14题9分,第15题9分,共26分。)
13.如图a所示为三极管检测电路,能检测NPN型和PNP型三极管的好坏。
图a
(1)当电路中接入PNP型被测三极管时,如果三极管正常则(单选)________;
A.LED1长亮 B.LED2长亮
C.LED1闪亮 D.LED2闪亮
(2)如果被测三极管击穿了,会出现(单选)________;
A.LED1一直亮 B.LED2一直亮
C.LED1、LED2交替闪亮
(3)电路中NE555与周边元器件组成了振荡电路,电路中VT1的作用是(单选)________;
A.电压放大 B.电流放大 C.开关
(4)小明准备搭建测试如图b电路,请你帮他完成芯片的连接。
图b
答案 (1)D (2)C (3)C (4)如图所示
解析 (1)当电路中接入PNP型时,3脚高电平时VT1导通,其集电极低电平,待测三极管导通,两LED左侧低电平,右侧高电平,LED2亮,3脚低电平时VT1截止,其集电极高电平,待测三极管截止,两LED两侧都是高电平,LED都不亮;(2)三极管击穿,C端电位与7脚一致;(3)VT1主要使LED右端产生高低电平,开关作用;(4)小缺口为参考点,逆时针为1号至8号脚,参考电路图即可。
14.小明设计了如图所示的水箱恒温控制试验电路,用负温度系数的热敏电阻检测温度,当温度低于下限温度时电热丝加热,当温度高于上限温度时电热丝停止加热。请完成以下任务:
(1)电路中热敏电阻是(单选)________;
A.R1 B.R2
(2)为实现上述功能,请选择一个合适的三极管,并将其连入虚线框1中;
(3)仅调高上限温度,下列措施中合理的是(单选)________;
A.减小R2的阻值 B.增大R2的阻值
C.减小R5的阻值 D.增大R5的阻值
(4)为提高该试验电路的安全性及节能性,小明在原来的基础上增加了控制要求:当水位过低或房间内无人时,停止加热。请你帮助小明用四2输入与非门在虚线框内完成电路的连接,要求电路简单(房间内无人时人体传感器出低电平,反之出高电平)。
答案 (1)A (2)如图所示
(3)C (4)如图所示
解析 (1)根据功能表,只要2为0,3就出1,开始加热。因此低温时是R1较大R2较小,由题干Rt是NTC,所以R1是Rt;(2)单稳态温度控制的特点是,加热前、后,输入端的电路结构不同,形成两个不同的输入部分、两个上下电阻的分压关系。加热前,3出0,7接地,+Vcc到R4到7到GND形成闭合回路,R5不参与电路的输入部分;加热开始,3出1,7悬空,+Vcc到R4可进入虚线框1中的元器件,将R5接入电路的输入部分,由R1、R2、R5控制温度;可知,只需一只基极注入电流的三极管即可,即NPN,把发射极接地;(3)加热前R5不参与温度控制,即R5不参与下限温控;开始加热后R5接入电路,则R5参与上限温度控制。调试时,根据“你大我也大”的原则,t变大,Rt变小,R5减小即可;(4)由题意可知,无人不加热、无水不加热,即当且仅当有人(1)、有水(1)且低温(1)时,才开始加热(1),则三个输入端与输出端的逻辑关系复合表达式F=ABC;题干要求用纯2输入的与非门表达、且电路尽量简单,需要4个与非门即可。
15.小明同学设计了如图a所示的房间非法闯入报警系统原理图,当开关S闭合后房间禁止进入,若有人开门进入房间(门打开时,磁铁远离干簧管),系统会发出报警声。请完成以下任务:
(1)小明在调试的过程中,发现报警声很舒缓,不符合报警特征,需要把报警声设计得尖锐些,下列措施可行的是(多选)________;
A.C1换成电容更小的 B.Rp1阻值调小
C.R5阻值换成更大的 D.Rp2阻值调小
E.C2换成电容更大的
(2)小明在调试过程中发现门打开系统报警,门关回去就不报警。现小明在电路中加了按键K1,并打算通过连接一个二极管实现门打开后一直报警,关门后直到按一下K1键才停止报警,如图b所示,请在虚线框1中帮助小明成连线;
(3)小明打算对原系统进行优化,进行分级报警,当外人打开外围房间门进入时,系统报警,当进一步打开核心房间门进入时,报警声更加尖锐。该优化可以在图b电路Rp1上接入一个合适的干簧管实现,常见的干簧管有常开和常闭两类。请在图c的虚线框2中完成连线,以实现相应功能。其中R3、R4之间的干簧管对应的是(单选)________;
A.外围房间门 B.核心房间门
(4)小明搭建好图c电路后发现扬声器不能发声,以下故障不可能的是(多选)________。
A.C1连焊 B.C2虚焊
C.R2连焊 D.555芯片的7脚虚焊
答案 (1)ABD
(2)如图所示
(3)A
(4)C
解析 (1)报警声更尖锐,即555输出的脉冲频率更高,即电容C1的充放电周期更短,即充电和放电回中的电阻和电容更小,充放电回路上的电阻有R5和R6,电容有C1;电容C2和C3在电路中是滤波作用,与555输出的频率无关。(2)利用二极管的反馈实现IC1的正输入端保持为高电平。(3)R3和R4之间的干簧管是控制555是否工作,所以对应的是外围房间门。题目要求打开核心房门报警声更尖锐,由(1)分析得当打开核心房门充放电回路中电阻减小,所以选用常闭干簧管。(4)A项,C1连焊导致555的2脚和6脚直接接地,一直为低电平,当4脚位高电平,3脚一直输出高电平,扬声器发声;B项,C3虚焊,导致3脚输出电路断路,扬声器没有电流流过,不能发声;C项,R2连焊导致IC1负输入端接地,IC1一直输出高电平,R3和R4之间的干簧管对电路控制失去作用,扬声器发声;D项,555的7脚虚焊导致放电回路断开,电容C1无法放电,2脚和6脚保持为高电平,3脚输出低电平,扬声器不发声。

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