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电子控制系统的执行部分
一、 执行部件
第四章
1. 执行部件的作用
（1）在电子控制系统中，传感器相当于人的感官，控制（处理）部分 相当于人的 ，执行部件相当于人的 。
（2）执行部件是接收并执行控制（处理）部分发出的命令，完成控制 的部件，它在电子控制系统中的作用如图所示。 电子控制系统的组成 方框图
2. 执行部件可以由多种元件组成
在不同的电子控制系统中，各部分有多种组成方式，其复杂程度差 异很大。如，在电子门铃和路灯自动控制的模拟装置中， 既 是控制部分的电子电路，又是 （扬声器或发光二极管）的 执行部件（即驱动电路）；在电冰箱的控制系统中，它的执行部件有继 电器，压缩机等。因此，执行部件可以由多种元件来组成。
3. 全自动洗衣机的工作过程
全自动洗衣机的工作过程： 执行进水、放水动作，而洗 衣、脱水功能则由 控制电机来执行。
【项目情境】张琳同学发现晚自习期间教学楼走廊里空无一人，但是灯 火通明，不利于节能环保，他查找资料之后，设计了一个自动控制的照 明电路，给大家带来方便，又能节约能源。
简易光控延时灯电路图
【任务1】 分析简易光控路灯的工作原理并填写下列空格
作为输入部分的光敏电阻用于采集环境光线亮度。夜晚，Rg阻值 大，输入到数字集成电路CD4011的是 。VD1导通，给电容 C ，此时VT ，VD2 。
如果此时有闪电，Rg阻值会变 ，VD1 ，电容C开始 通过 放电，还能继续维持VT导通， 继续亮，只要设定 的延时时间比闪电的时间长，就能克服闪电对电路的影响。
A. B. C. D.
【解析】 A是电烙铁、B是焊锡丝、C是斜口钳，三者组合使用完成元 器件焊接，D是面包板，制作焊接电路不需要用面包板。
【任务4】 该电路中控制灯的执行器是哪些元器件？
【任务5】 如果想要天更暗的时候变亮，可以调节哪个电阻？如何 调？
【任务6】 想让延时时间变长，可以调节哪几个元器件？如何 调？
A. 执行部件是接收并执行控制（处理）部分发出的命令完成控制的部 件
B. 所有电子控制系统中执行部件都是复杂的
C. 以人为例，执行部件相当于人的手脚
D. 执行部件可以由多种元件组成
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A. 电冰箱温度系统中的执行器是继电器
B. 室内照明系统中的光线传感器是执行部件
C. 智能电饭煲中的执行部件只有继电器
D. 电子门铃模拟装置中三极管仅作为控制部分
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A. 热电偶 B. 隔热层
C. 加热丝 D. 控制电路
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A. 执行部件相当于人的大脑
B. 复杂的系统中，只有直接控制被控对象的部件才是执行部件
C. 执行部件可以由多种元件组成
D. 执行部件的输入信号只能是模拟信号
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A. 湿度传感器 B. 控制电路
C. 加湿装置 D. 喷头
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A. 设定时间 B. 控制电路
C. 开关装置 D. 红绿灯
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A. 无线接收器 B. 电脑
C. 电机 D. 摄像头
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A. 花盆 B. 探头
C. 控制电路 D. 电磁阀
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A. 光敏电阻Rg B. 发光二极管VD
C. 三极管VT D. 电容C
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通用技术课上，老师开展了“环境亮度指
示电路”的实践活动，小明搭建了如图所示的电路。
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A. 该三极管可能工作于饱和状态
B. 增大Rp，亮度设定值变小
C. VD发光时，短时间的光线变弱，VD不会熄灭
D. VD发光时，随着三极管工作温度上升，VD会逐渐变亮
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【解析】 A选项，由电路图可知三极管工作状态无法确定，A选项说法 正确。B选项，增大Rp，设定光强值变低，B选项说法正确。C选项，当 短时间光线变暗时，B点电位会降低，由于延迟作用电容C的存在，B点 电位不会马上降低变为低电平，电容C需要时间放电，使B点电位逐渐 降低，由于变暗时间很短，B点电位不会降低到低电平0，即三极管不 会截止，VD不会熄灭。C选项说法正确。D选项，三极管发射极位置电 阻Re为三极管负反馈电阻，由题干可知当温度升高时，Ube减小，β增 大，三极管动态变化如下所示，Ic大小会趋于稳定，不会逐渐变亮，D 选项说法错误。
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电子控制系统的执行部分
三、 直流电磁继电器的构造、规格和工作原理
第四章
1. 直流电磁继电器的结构
电磁继电器主要由 、一组或几组带触点（又称接点） 的 和辅助部件等组成。
（1） 是直流电磁继电器的基本部件，其线圈接输入电路， 用于接收控制信号。
（2）返回弹簧、衔铁等是继电器的中间机构。
（3）一对或数对动、静触点组成的触点系统是它的执行机构。
（4）电磁继电器中的触点分类
在工作过程中能够动作的触点称为动触点，不能动作的触点称为静触 点。线圈不通电时，常开触点 ，常闭触点 ；线圈通电 后，常开触点 ，常闭触点 。动触点与一个静触点常闭 而与另一个静触点常开称为 。
2. 工作原理
当线圈两端施加电压，且达到一定值时，线圈中流过电流，使电磁 铁产生足够大的电磁力，电磁力克服返回弹簧的拉力，将衔铁吸向铁 芯，造成动触点与常开触点闭合，从而接通输出电流。
3. 直流电磁继电器的主要技术参数和封装识读
（1） ：是指继电器正常工作时加在线圈两端的电压 值。继电器型号不同，对工作电压的要求也不同，常见的工作电压有
5 V、6 V、9 V 、12 V、24 V等。
（2） ：是指继电器能够完成吸合动作所需要提供的最小 电流值。为保证继电器可靠工作，提供给继电器的工作电流必须略大于 规定的吸合电流。
（3） ：是指继电器从吸合状态转入释放状态时，流过继 电器线圈的最大电流值，通常吸合电流远大于释放电流。
（4） ：是指线圈的直流电阻，一般在几百欧到几千欧之 间。可以用多用电表测出这一电阻值。
（5） ：是指继电器触点所承受的开路电压和闭合电流。 开路电压常见的有110 V、220 V，380 V等，闭合电流常见的有5 A、10 A、50 A等。
（6）封装识读
4. 检测直流电磁继电器
（1）检测触点电阻
用多用电表的电阻挡测量常闭触点与动触点电阻，其阻值应为零； 而常开触点与动触点的阻值应为无穷大。用多用电表的R×1挡测量常 闭触点的电阻值，正常是零；将开关S按下，此时常闭触点的阻值应为 无穷大。若在没有按下开关S时，测出某一组常闭触点有一定的阻值或 阻值无穷大，则说明该组触点已经烧坏或氧化
（2）检测线圈电阻
电磁继电器线圈的阻值一般为25—2 kΩ。额定电压低的电磁继电器 线圈的阻值较低，额定电压高的继电器线圈的阻值较高。可用多用电表 R×10挡测量继电器线圈的阻值，从而判断该线圈是否存在断路现象。 若测得其阻值为无穷大，则线圈已经断路损坏；若测得阻值低于正常值 很多，则线圈内部有短路故障。如果线圈有局部短路，则用此方法不易 发现。
（3）检测吸合电压和吸合电流
检测继电器的吸合电压和吸合电流时可按如图所示接好稳压电源、 电流表、电压表、继电器，电压表的量程可选在30 V挡，电流表量程在 100 mA范围内即可。将继电器线圈串联到电路中，电压表并联在线圈 两引脚上，电流表串联在电路中，注意电压表正负极不要接反。接好后 稳压电源通电，并逐渐增加电压值，直到听到衔铁发出“咔”的一声， 表明磁铁已经将衔铁吸住，此时电压表、电流表的数值便是吸合电压和 吸合电流的值。
注：重复多次求出平均值，该数值就是较为准确的吸合电压、电流 数值。
【项目情境】
小明根据所学的电子控制技术设计了以下电路，把人体热释电红外 传感器安装在水龙头内，当手靠近水龙头时，电磁阀通电打开放水。请 完成下列任务。
【任务1】 关于两个三极管在电路中的接法，下列分析正确的 是 。
A. 都为共发射极接法
B. VT1为共发射极接法，VT2为共集电极接法
C. VT1为共集电极接法，VT2为共发射极接法
D. 都为共集电极接法
【任务2】 （1）已知当S端输出高电平时， VT2处于饱和状态，两个 三极管均为硅管，则VT2基极的电位约 ；
A. 0.3 V B. 0.7 V C. 5.3 V D. 6 V
（2）VT1 工作状态为 。
A. 截止 B. 放大 C. 饱和导通
【任务3】 安装电路时若电磁阀始终不工作，可能原因是 。
A. VT1的c、e两端短路 B. VT2的c、e两端短路
C. 继电器线圈损坏 D. S端始终输出高电平
A. B. C. D.
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A. 常闭触点 B. 转换触点
C. 常开触点 D. 继电器
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A. 三极管 B. 继电器
C. 电解电容 D. 二极管
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A. 可用作电子开关 B. 用交流电控制直流电
C. 隔直流通交流 D. 可用于限流、分压
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A. ①② B. ③④ C. ③⑤ D. ⑦⑨
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A. 线圈额定工作电压是直流12 V
B. 当触点所承受的开路电压为交流120 V时，闭合电流 为20A
C. 在直流240 V电压下所允许流经触点的最大电流为16A
D. 该继电器有6只引脚
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A. 该继电器额定工作电压是直流12 V，触点可以控制220 V，1 kW的家用电热水壶是否工作
B. 可以判断1，2为线圈引出脚，3，5是常闭触点引出脚， 3，4为常开触点引出脚
C. 焊接该继电器可选择功率为25 W的外热式电烙铁
D. 如果1，2脚之间接6 V的直流电源，检测3，4脚之间的电阻为0 Ω
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A. 指针先快速向右偏转，然后向左缓慢返回，说明电解电容是好的
B. 说明发光二极管是坏的
C. 说明2、5接的是线圈
D. 说明光敏二极管是坏的
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【解析】 发光二极管用10 kΩ挡测量，才能发光。
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A. 1与2之间是常闭触点
B. 4与5之间是常闭触点
C. 3与4之间是常开触点
D. 3与5之间是常闭触点
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A. 若测得某两个引脚之间的电阻约400Ω，则这两个引 脚连接的必定是线圈
B. 若测得某两个引脚之间的电阻为无穷大，则两个引 脚中必定有一个连接常闭触点
C. 若测得某两个引脚之间的电阻为零，则两个引脚中 必定有一个连接动触点
D. 若测得某引脚和其余引脚之间的电阻均为无穷大， 则该引脚连接的必是常开触点
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A. 干簧管结构复杂
B. 触点负荷小
C. 吸附功率大
D. 不可以作为磁敏传感器
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【解析】 干簧继电器可以作为磁敏传感器，它的结构简单，工作可 靠，质量小，价格更便宜，吸合功率小，灵敏度高，但是它的触点 负荷小。
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A. 断开电源，改变温度，使用欧姆挡检测ab间阻值变化
B. 接通电源，改变温度，使用电压挡观察cd间电压变化
C. 接通电源，改变温度，使用欧姆挡检测ef间阻值变化
D. 接通电源，改变温度，使用电压挡观察ef间电压变化
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A. 图a中。老师用手遮挡Rg、VD恰好发光时，三极管VT可能工作在放 大状态
B. 图b中，老师第二次调节Rp使电灯L点亮，一定是把Rp调小了
C. 图b中，把R1换成一个阻值更小的电阻，也可能使电灯点亮
D. 图b中，继电器线圈两端没有反向并联放电二极管，接通电源瞬间， 三极管最容易烧毁
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A. 排水过程中，水位降到C点以下，将停止排水
B. 将水位探头A抬高，不能改变停止排水的水位
D. 电路如果采用一个非门，只要把电路中NPN型三极管驱动继电器电 路改成PNP型三极管驱动继电器电路
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A. 若要有小雨就马上收回衣服，应调小Rp2
B. A，B与F之间的逻辑关系为F＝A＋B
C. 烈日曝晒时电机不工作，可能时VD1连焊导致
D. 若将J－1换成常开触点开关，VT换成PNP型三极管并与继电器采 用共发射极法连接，电路功能保持不变
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A. 当Rg受到光照时，VT1和VT2处于截止状态
B. 调节Rp1 ，可以改变发光二极管的发光亮度
C. 继电器始终不能吸合，有可能是VD1的正极接电 源，负极接三极管集电极
D. 如需延长延时时间，可增大C1的电容量或减小R1的阻值
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输入 输出
U＋＞U－ 高电平
U＋＜U－ 低电平
比较器的特性
A. R4阻值偏小
B. R6阻值偏大
C. C1与C2位置接反了
D. V1和V2位置接反了
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A. 三极管V2被击穿短路
B. 三极管V1断路
C. J－1错接了常闭触点
D. 气敏电阻RQ短路
【解析】 C. J－1错接了常闭触点当气敏电阻RQ检测到实际气体浓度较 大时，驱动换气扇M停止；反之，换气M运转。
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A. 灯L发光时减小R1的阻值，电压表V的读数增大
B. S断开时减小R2的阻值，电压表V的读数减小
C. 闭合的瞬间VD有保护三极管的作用
D. 断开的瞬间VD有保护三极管的作用
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【解析】 本题考查含继电器电路的分析。开关S闭合，三极管VT导 通，灯L发光，减小R阻值，电压表V读数不变，A项错误；S断开时， 三极管VT截止，电压表V读数为Vcc，减小R的阻值，电压表V读数不 变，B项错误﹔在继电器断电时，即S断开的瞬间，继电器线圈两端会产 生一个反向感应电动势，会损坏三极管，故可反向并联一只二极管来保 护三极管，C项错误，D项正确。
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电子控制系统的执行部分
二、 继电器的作用和类型
第四章
1. 继电器的作用
（1）继电器作为一个开关元件能实现 的功能。
（2）继电器有“以小控大”“以低控高”的作用。在电子控制系统 中，继电器是一种常用的部件。它能接收并执行控制处理电路发出的命 令，用 信号，控制 工作设备的 正常运行。
（3）继电器是用电流控制电流的一种自动开关，作为开关元件，继电 器的输入与输出电路之间完全电隔离，抗干扰能力强。能够安全、准 确、及时地控制电路的通断；能够根据控制系统的控制命令自动接通或 者断开电路，实现自动控制或保护用电设备。
4. 应用
主要用于自动控制系统、遥控遥测系统、通信系统等系统的控制设 备或保护装置中优点：工作可靠、体积小、结构简单、制作方便、灵敏 度高、输入输出电路之间相互隔离等。缺点：触点频繁地接通、断开， 影响使用寿命；在高电压、大电流下，触点通断瞬间会产生电火花造成 干扰，还有可能引发火灾。
5. 无触点继电器的优点
无触点继电器可靠性高、使用寿命长、无干扰；体积小，易与电子 电路集成。
6. 晶闸管
晶闸管是晶体闸流管的简称，又可称为可控硅整流器，具有硅整流 器件的特性，能在高电压、大电流下工作。晶闸管是一种无触点继电 器，主要用于以直流弱电信号控制大功率负载电路的场合。晶闸管是 PNPN四层半导体结构，它有三个极：阳极（A）、阴极（K）和门极 （G），电路符号如图所示。
（1）工作原理：晶闸管在工作过程中，其阳极A和阴极K与电源和负载 连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极G和阴极K与控制晶闸管的 装置连接，组成晶闸管的控制电路。
（2）晶闸管工作条件
①晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于 反向阻断状态。
②晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管 才导通。这时晶闸管处于正向导通状态，这就是晶闸管的闸流特性，即 可控特性。
③晶闸管在导通情况下，只要有一定的正向阳极电压，不论门极电压如 何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。门极只起触发 作用。
④晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时， 晶闸管关断。
【项目情境】夏季室外烈日高照，地面上热浪滚滚，教室里开启了空 调。但是，这两天由于空调温度设置过低，有几个同学患了感冒。张林 同学建议将空调温度设定为26 ℃，这样既保障了同学们的身体健康， 又为学校建设绿色校园做出贡献。可是，无论空调设定什么温度，压缩 机始终在工作，无法停止制冷。张林想：空调控制电路中哪个部件出现 问题可能导致压缩机不停机的故障呢？
【任务1】 电子控制系统离不开执行部件，继电器是常见的执行部 件之一。在许多电子控制系统中常常能够看到继电器的“身影”。 继电器（图b）作为一个开关元件能实现普通开关（如图a单刀单掷 开关）的功能。
a b
根据你的体验和经历，比较继电器和单刀单掷开关的差别，完成下表。
【任务2】 以由继电器、加热器及其他元器件构成的加热控制器工作 原理为例：
人工输入加热指令后，微处理器通过分压电阻R，为驱动晶体管VT。提 供控制信号，使其处于导通状态，即微处理器向驱动晶体管提供一 个 （高电平、低电平）“加热驱动信号”。
A. B. C. D.
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A. 使用电磁继电器主要是为了节约用电
B. 使用电磁继电器的目的就只是为了操作方便
C. 连有电动机的电路是低压控制电路
D. 电磁继电器实际上是一个由电磁铁控制电路通断的开关
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A. 电磁继电器、时间继电器
B. 无触点继电器、有触点继电器
C. 电磁继电器、有触点继电器
D. 时间继电器、无触点继电器
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A. 只要光控开关接收到红光，摄像系统就会自动拍摄
B. 只有光控开关和压力开关都闭合时，摄像系统才会自动拍摄
C. 若将光控开关和压力开关并联，也能起到相同的作用
D. 机动车只要驶过埋有压力开关的路口，摄像系统就会自动拍摄
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A. 晶闸管不是继电器
B. 晶闸管是一种无触点继电器
C. 晶闸管的体积小，易与电子电路集成
D. 晶闸管主要用于以直流弱电信号控制大功率负载电路的场合
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A. 晶闸管
B. 电磁继电器
C. 热敏电阻
D. 二极管
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A. 属于有触点继电器
B. 具有工作可靠和体积小的优点
C. 常见的有直流电磁继电器和交流电磁继电器
D. 电磁继电器的灵敏度不高
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A. 全自动洗衣机 B. 普通电水壶
C. 冰箱 D. 空调
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A. 电磁继电器实际是一个由电磁铁控制电路通断的 开关
B. 在高电压、大电流下工作，触点通断瞬间会产生 电火花造成干扰，如果周围有易燃物，可能会引 发事故
C. 电磁继电器可远距离自动控制与操作
D. 连有电动机的电路是低压控制电路
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A. 强 1 B. 强 2 C. 弱 1 D. 弱 2
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A. 导通状态 B. 关断状态
C. 饱和状态 D. 无法确定
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A. B. C. D.
【解析】 A是气敏传感器；B是湿敏电阻；C是电磁继电器；D是拨动开 关；ABD是电子控制系统的输入部分。
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A. 可用来检测温度 B. 可用来控制大电压
C. 可用来当作电子开关 D. 可用来放大电流
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【解析】 A是负温度系数的热敏电阻；B是电磁继电器；C是三极管；D 是二极管，二极管不能将电流放大。
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A. 工作电路的电压不能超过80 V
B. 稳压管正常工作时应该加反向工作电压
C. 用该万用表测量电压时，不一定要求红表笔接高电位
D. 直流电磁继电器是指工作电路只能接直流信号
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【解析】 A选项：电容器上已直接标出耐压值（最大工作电压）为80 V；B选项：稳压二极管工作应该加反向电压；C选项：用数字式多用电 表测电压时，如果红表笔接高电位，示数为正的值。如果黑表笔接高电 位，示数为负值。故红表笔不一定接高电位；D选项：直流电磁继电器 是指控制电路（接继电器线圈的电路）只能接直流信号，但工作电路 （接触点的电路）可以接交流电或直流电。
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A. 电位器Rp B. 电动机M
C. 三极管V2 D. 继电器J
【解析】 选项A. 电位器RP3个引脚；选项B. 电动机M是直流电动机2个 引脚；选项C. 三极管3个引脚；选项D. 继电器至少4个引脚。
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