单元小结
知识系统构建
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单元检测题组
时间:45分钟 分值:75分
一、选择题(每题2分,共34分)
1.如图所示为一个实验室的灯泡式逻辑电路图,其中的S1和S2代表两个开关,“0”表示打开,“1”表示闭合。用L代表灯的状态,“0”表示灯不亮,“1”表示灯亮。关于该电路的逻辑关系,下列真值表中正确的是( )
/
S1
S2
L
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A
S1
S2
L
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
0
B
S1
S2
L
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
0
C
S1
S2
L
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
D
答案 D 本题考查的是逻辑图与简单的电路知识,这是一个串联电路图,必须两个开关全闭合时,电路才会导通,导通则灯亮。所以答案选D。
2.如图所示的电路图,A、B是电路的输入端,Y是电路的输出端。A、B为高电平时,对应的二极管导通;为低电平时,对应的二极管截止。以0表示低电平,1表示高电平。则以下真值表中正确的是( )
/
A
B
Y
1
1
1
1
0
1
0
1
0
0
0
1
A
A
B
Y
1
1
0
1
0
1
0
1
0
0
0
1
B
A
B
Y
1
1
1
1
0
0
0
1
0
0
0
1
C
A
B
Y
1
1
1
1
0
1
0
1
1
0
0
0
D
答案 D 本题考查的是门电路中的逻辑关系及二极管的特性。任意一只二极管导通均会使Y电压等于A或B点的高电平输入电压减去二极管的0.7 V压降,所以Y点也同样是高电平。只有当A、B都为低电平时,两只二极管均截止,Y点电压为0 V,即低电平。故答案为D。
3.如图所示为一个组合逻辑电路,下列关于该电路的真值表中正确的是( )
/
A
B
F
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
A
A
B
F
0
0
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
B
A
B
F
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
C
A
B
F
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
D
答案 D 本题考查的是简单的组合逻辑电路分析。根据各种门电路的特性按信号流向逐步推理即可得出答案为D。
4.如图所示是声光控制路灯的基本逻辑电路图,由声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成,其功能是白天无论声音多么响,小灯泡都不会亮,在晚上,只要有一定的声音,小灯泡就亮,该电路虚线框N中使用的是门电路。对元器件的选择,以下说法正确的是( )
/
A.R2为光敏电阻,N为或门电路
B.R2为光敏电阻,N为与门电路
C.R2为热敏电阻,N为与门电路
D.R2为热敏电阻,N为或门电路
答案 B 本题考查的是电子元器件的选择,根据功能、元器件的性能选择元器件。题干中是声光控制路灯,上面已经有声控装置,所以R2是光敏电阻;根据题意可知:要使小灯泡发光,则要具备两个条件,一是晚上,二是有声音,两个条件缺一不可,是与的关系,所以N为与逻辑电路,故选B。
5.一个逻辑电路的两个输入端A、B与输出端Y的波形如图所示,可以判断此逻辑电路是( )
/
A.“或”门 B.“与”门
C.“或非”门 D.“与非”门
答案 C 本题考查的是逻辑门电路的波形图。
6.下列传感器结构图、电路符号及表述有误的是( )
/
答案 C 本题考查传感器结构图与电路符号。C项为声敏传感器。
7.如图所示,R1为定值电阻,R2为负温度系数的热敏电阻(负温度系数热敏电阻是指阻值随温度的升高而减小的热敏电阻),L为小灯泡,当温度升高时,下列说法错误的是( )
/
A.R1两端的电压增大 B.电流表的示数增大
C.小灯泡的亮度变强 D.小灯泡的亮度变弱
答案 C 本题考查含传感器电路的分析。当温度升高时,R2减小,根据闭合电路性质,电流表示数增大,R1两端的电压增大,小灯泡的亮度变弱,因此C项符合题意。
如图所示为公共厕所人体感应自动供水系统示意图。当探头检测到有人进入厕所,控制器控制电磁阀打开,向水箱供水。(完成8题)
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8.适合用作探头的是( )
A.红外传感器 B.压力传感器
C.水位传感器 D.光敏传感器
答案 A 本题考查检测装置的选择。该系统运行的条件是检测到进入厕所的人体信号,应采用红外传感器。
小通设计了如图所示的一款小音箱,带有音乐播放控制系统。如果把手伸进它的口中,就会播放几首歌曲,然后自行停止。(完成第9题)
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9.在选用该控制系统的传感器时,以下最合适的是( )
A.声音传感器 B.红外传感器 C.温度传感器 D.气敏传感器
答案 B 本题考查传感器的选择。该系统的输入信号是人手的信号,可以通过红外传感器获得。
如图所示为纸浆浓度控制系统工作原理示意图,其工作原理是:控制器将传感器检测到的配浆浓度与设定值相比较,根据偏差值控制电动调节阀调节清水流量,从而使配浆浓度达到设定值。(完成第10题)
/
10.该控制系统的传感器应该选用( )
A.浓度传感器 B.流量传感器 C.压力传感器 D.温度传感器
答案 A 本题考查传感器的选择。该系统的控制目的是使原浆池中的配浆浓度保持恒定。传感器起检测装置的作用,需要检测原浆池中的实际配浆浓度,因此A项正确。
11.如图所示为电子起跑器,踏板上安装了传感器,当运动员听到起跑信号启动的瞬间,传感器检测到人的启动信号,经控制器计算出起跑反应时间。若起跑反应时间小于0.1秒,就判罚犯规。该电子起跑器的传感器应采用( )
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A.压力传感器 B.温度传感器 C.速度传感器 D.湿度传感器
答案 A 本题考查传感器的选择。运动员起跑时,其脚会向后用力以获得加速度,所以起跑器上要安装压力传感器。
12.图示逻辑电路的逻辑式为( )
/
A.F=
A+B
A
B
B.F=
AB
A
B
C.F=(
A+B
)
A
B
D.F=AB+
A
B
答案 B 本题考查逻辑式与逻辑电路的转化。根据逻辑电路所得的逻辑式F=
AB
A
B
,化简后为F=
AB
A
B
,因此B项正确。
13.如图所示为小明设计的路灯自动控制电路,图中R2为光敏电阻,L为被控路灯,V为三极管。在光线明亮的白天三极管V集电极c处电压值为( )
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A.0 V B.1 V C.3 V左右 D.不确定
答案 C 本题考查含三极管电路的分析。白天时,三极管V处于截止状态,因此c极电压基本等于电源电压3 V,C项正确。
14.如图所示的基本触发器,当两个输入端加如下输入信号时,其输出端Q的状态为( )
/
A.置1状态 B.置0状态 C.保持状态 D.以上都不对
答案 C 本题考查与非门触发器。与非门触发器为低电平触发,当输入端均为高电平时,无触发信号,则触发器保持状态不变,C项正确。
15.如图所示的基本触发器,在我们观察的时刻之前,曾加过高电平1触发信号的那一端是( )
/
A.S端 B.R端 C.
Q
端 D.Q端
答案 B 本题考查或非门触发器。根据题意该触发器处于置“0”状态,因此应在R端用高电平触发,B项正确。
16.以下元器件中不是继电器的是( )
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答案 D 本题考查继电器的实物图。D项为开关,故选D。
17.下列电子元器件中不是利用电流磁效应实现主要功能的是( )
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答案 B 本题考查电子元器件的工作原理。三极管是半导体材料性质的应用,与电流磁效应无关。
二、非选择题(共41分)
18.(10分)某学校举行十佳歌手选拔活动,评委分别有主评委A和副评委B、C。选手要想通过海选,必须有主评委和至少一位副评委同意。其余情况,选手一律不得通过海选,选手是否通过用F表示。请你根据此三人表决器的功能,完成下列要求:(设评委通过用“1”表示,未通过用“0”表示;选手通过海选用“1”表示,未通过用“0”表示)
(1)完成真值表的绘制;
(2)写出逻辑表达式并且化简成与或式;
(3)请用74LS00实现此表决器的功能,已知A、B、C、F分别接74LS00集成块的1、2、6、10引脚,14引脚接正电源VCC,7引脚接地GND,如下图所示,请完成所缺的三条线。
/
答案 (1)如表所示
A
B
C
F
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
(2)F=AB
C
+A
B
C+ABC
=AB
C
+AC
=A(B
C
+C)
=A(B+C)
=AB+AC
(3)如图所示
/
19.(4分)如图所示是某一基本触发器的逻辑图,请完成下列各题,在“ ”处填写上相应内容。?
/
(1)它是用两个 门构成的基本触发器(在①与;②与非;③或;④或非中选择一项,将序号填入);?
(2)它在我们观察的时刻之前,曾在 端加过低电平0触发信号(在①
S
;②Q;③
R
;④
Q
中选择一项,将序号填入)。?
答案 (1)② (2)③
解析 本题考查与非门触发器。该触发器现处于置“0”状态,因此应在
R
端用低电平触发。
20.(3分)如图所示为高层楼房自动稳压供水控制系统原理图,其工作原理是:当用户用水量变化时,管道中的水压发生变化,检测装置把检测到的水压信号反馈给控制器,与设定水压进行比较,控制器根据偏差值控制电机及水泵的转速,调节供水量,保持管道中的水压稳定。请为该系统的检测装置选择一个合适的传感器 (从水温传感器、水压传感器、水位传感器中选择一个,填在“ ”处)。?
/
答案 水压传感器
解析 本题考查传感器的选择。该系统中传感器用于检测被控量水压,因此需选用水压传感器。
21.(4分)如图所示为一种温度自动报警电器的原理图,在水银温度计的顶端封入一段金属丝。
/
(1)以下正确的是( )
A.温度升高至74 ℃时,L1亮灯报警
B.温度升高至74 ℃时,L2亮灯报警
C.温度升高至78 ℃时,L1亮灯报警
D.温度升高至78 ℃时,L2亮灯报警
(2)如果要将温度自动报警电路的报警温度设为70 ℃时报警,那么需要将金属丝的位置 (填“往下调”或“往上调”)。?
答案 (1)D (2)往下调
解析 (1)本题考查含继电器电路的分析。根据题意,该系统的报警温度为78 ℃。当温度升高至78 ℃时,继电器接通,常开触点闭合,L2亮灯,常闭触点断开,L1灭灯。因此D项正确。(2)本题考查开环控制电路的调节。当水银柱上升至金属丝下端时,继电器接通,报警灯亮起,此时对应的温度即报警温度。因此要降低报警温度,应将金属丝往下调。
22.(10分)如图所示是某电视选秀节目用三人表决器的电路示意图。比赛设有3名评委,分别为评委甲、乙、丙,分别控制电键A、B、C(电键为双刀式)。比赛规定,只有当两名或两名以上评委认可(闭合电键)时,指示灯点亮表示该选手晋级成功。根据以上描述,请回答以下问题:
/
(1)设F为指示灯,1表示灯点亮,0表示灯不亮。电键ABC闭合为1,打开为0。请填写下面真值表:
A
B
C
F
0
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
0
0
1
0
1
1
1
0
1
1
1
(2)根据真值表写出逻辑表达式;
(3)根据逻辑表达式画出逻辑电路。
答案 (1)F值从上到下依次填写0、0、0、1、0、1、1、1。
(2)F=AB+AC+BC (AB、AC、BC先后顺序可换)。
(3)如图所示
/
解析 本题考查逻辑图、逻辑式及逻辑电路。根据题意,三名评委中至少有两名评委认可,指示灯才亮起,因此F值取“1”共有四种情况,具体见答案。
23.(4分)某同学设计了一个路灯自动控制门电路(如图):天黑了,让路灯自动接通,天亮了,让路灯自动熄灭。图中Rg是光敏电阻,有光线照射时,光敏电阻的阻值会显著地减小,R是可调电阻。J是路灯开关控制继电器(图中未画路灯电路)。请分析并完成下列各题,在“ ”处填写上相应内容。?
/
(1)为实现其功能,M、N中间合适接的是一个 门电路;(在①与;②或;③非中选择一项,将序号填入)?
(2)如果路灯开关自动接通时天色还比较亮,需要调节自动控制装置,使得它在天色更暗时才会自动接通开关。需调节R的电阻值 。(在①增大;②减小中选择一项,将序号填入)?
答案 (1)③ (2)①
解析 本题考查电子控制电路的分析。根据题意,没有光照时,继电器J接通,即N端接高电平;同时没有光照时,RG阻值增大,M端为低电平,因此M、N之间应接入非门。为了使得系统在天色更暗时才会自动接通开关,应增大可调电阻R。
24.(6分)下图为苗圃自动浇水电路,当苗圃土壤较干燥时,该电路能自动接通抽水机M,自动给花草洒水,当土壤湿度达到一定要求时,自动切断抽水机电路,从而实现自动浇水功能。
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(1)电路图中所示接传感器的位置应接 传感器;?
(2)开关K的作用是 ;?
(3)当土壤较干燥时,集成块555的输出端3脚输出 (填“高电平”或“低电平”),三极管BG4导通,控制双向可控晶闸管导通,使抽水电机运行。?
答案 (1)湿敏 (2)可以人为根据土壤干燥程度手动开启抽水机 (3)高电平
解析 本题考查电子控制电路的分析。根据题意,传感器应检测土壤湿度,因此选用湿敏传感器。为使三极管BG4导通,集成块555的输出端3脚应输出高电平。开关K接通后可以直接启动电机M,实现了手动控制抽水机的功能。
真题再现
(2018浙江11月选考,17,1分)小明在科技实践活动中,设计了如图所示的电路,用数字信号控制小电机正反转和停止。规定电流流向为X→Y时电机M正转,电流流向为Y→X时电机M反转。请你完成下列各题。( )
2脚
6脚
3脚
<
1
3
Vcc
<
2
3
Vcc
高电平
>
1
3
Vcc
>
2
3
Vcc
低电平
>
1
3
Vcc
<
2
3
Vcc
保持
<
1
3
Vcc
>
2
3
Vcc
不使用
/
(1)用0代表低电平,1代表高电平,E端和F端的信号为 时电机反转(在A.00;B.01;C.11;D.10中选择合适的选项,将序号填入“ ”处)。?
答案 (1)B
解析 本题考查逻辑电路的信号分析。根据电路图可知,左侧两个或非门相当于两个非门。当E、F分别为00或11时,中间两个或非门的输入端均为10,则输出均为0,从而使IC1、IC2的输出脚3均为高电平,电动机不转动;当E=0、F=1时,经各自非门后,中间上方或非门的输入端为00,则输出为1,下方或非门的输入端为11,输出为0,从而使IC1的输出脚3为低电平,IC2的3脚为高电平,电流由Y流向X,电机反转;当E=1、F=0时,中间上方或非门输入11输出0,下方或非门输入00输出1,从而使IC1的3脚为高电平,IC2的3脚为低电平,电流由X流向Y,电机正转。
课件15张PPT。
第1节 传感器
一 传感器二 传感器的应用教材研读突破一 实验：运用多用电表检测光敏电阻突破二 实验：运用多用电表测量热敏电阻的特性重难突破一、传感器教材研读1.定义:将非电量转换为与之有确定关系的电量输出的一种装置,称为传感器。非电量信息 传感器 电信号
??2.作用
传感器(输入)?电子电路(处理)?执行器等(输出)3.部分常见传感器的类型
部分常见传感器的结构图和电路符号二、传感器的应用突破一 实验：运用多用电表检测光敏电阻重难突破1.目的:认识光敏传感器并了解其作用,学会使用多用电表检测光敏传
感器。2.器材:光敏电阻(MG4)1只,多用电表1只,1.5 kΩ电阻1只,1.5 V电池1只, 开关1只。3.步骤:(1)按下图连接电路。
(2)断开开关,在不同光照条件下,用多用电表测量光敏电阻的阻值。
(3)闭合开关,在不同光照条件下,用多用电表测量光敏电阻的电压值。4.记录:开关断开时,记录用多用电表测得的不同阻值开关闭合时,记录用多用电表测得的不同电压值。突破二 实验:运用多用电表测量热敏电阻的特性1.目的:认识热敏传感器并了解其作用,学会使用多用电表测量热敏传感 器的特性。2.器材:热敏电阻R1(MF11),串联电阻R2,干电池,多用电表,温度计,烧杯, 开关,冷水,热水,铁架台,导线等。3.步骤:(1)按下图连接电路。
(2)用温度计分别测量热敏电阻R1在冷水和两次加热水时的温度值。
(3)用多用电表分别测量热敏电阻在上述三种不同温度下的电阻值和相应的电压值(测量电阻值时把开关断开,测量电压值时热敏电阻两端的裸露引线尽量离开水面)。4.记录例 如图所示是一款自动抽油烟机,当传感器检测到的油烟浓度高于某 一值时,抽油烟机开始排烟。该控制系统的传感器应该选用?( A )
A.气敏传感器 B.流量传感器 C.压力传感器 D.温度传感器 解析 本题考查传感器的选择。该系统需要检测油烟浓度,因此需选用 气敏传感器。真题再现
(2018浙江11月选考,12,2分)如图所示的电路,下列分析中不正确的是( )
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A.S1接地、S2接电源,LED发光
B.S1接地、S2接地,LED不发光
C.S1接电源、S2接地,LED发光
D.S1接电源、S2接电源,LED发光
答案 D 本题考查门电路的信号分析。当S1、S2均接电源时,左侧与非门输入端为“11”,则其输出为0,从而使中间两个与非门的输出均为1,使右侧与非门输出0,三极管截止,LED不发光,因此D项符合题意。
课件26张PPT。
第2节 数字电路基础
一 信号及其处理二 逻辑门电路三 数字集成电路四 基本触发器教材研读突破 与非门电路和或非门电路重难突破一、信号及其处理教材研读1.处理:传感器将所获取的信息转换成电信号后,控制部分便对这些信号 进行分析、比较、判断、放大、运算、传输、变换……最后向输出部 分发出命令,控制执行机构的操作。上述对信号的分析、比较等过程统 称为处理。2.信号类型:模拟信号与数字信号3.数字信号的优点:容易处理、处理精度高、便于记录保存等。二、逻辑门电路
任何复杂的逻辑关系都由“与”、“或”、“非”三种基本逻辑关系组合而成,实现这三种基本逻辑关系的电路分别称为与门(AND)、或门(OR)和非门(NOT),它们的输入信号代表逻辑前提,输出信号代表逻辑结论。三、数字集成电路1.晶体三极管的开关特性2.金属氧化物半导体场效应晶体三极管(MOS管)的开关特征
(1)金属氧化物半导体场效应晶体三极管的组成和双极型晶体三极管一 样也有三个极:源极S、栅极G和漏极D。
(2)MOS管中的三个极和双极型晶体三极管的各电极的对应关系是:
源极相当于发射极,通常接地;
漏极相当于集电极,通常通过电阻接电源;
栅极相当于基极,用来控制漏极电流的大小。(3)MOS管与双极型晶体三极管的比较
普通晶体三极管是电流控制的器件,即基极必须注入电流方能使三极管 导通,而MOS管属于电压控制器件,在其栅极与源极之间加适当的电压 就能使MOS管导通。MOS管在开关信号的作用下,也有导通和截止两 种状态,因而也可做开关使用。3.常用的数字集成电路
(1)TTL(晶体管-晶体管逻辑):用普通晶体三极管构成的集成电路,与 CMOS相比运行速度快,允许负载流过的电流较大,但消耗功率较大。
(2)CMOS(互补MOS电路)电路:用MOS管构成的集成电路,工作时消耗 的功率最低,但工作速度较TTL的低,允许负载流过的电流较TTL的小。 CMOS器件较容易损坏。四、基本触发器
1.定义:数字电路中能将二进制数据记忆住的基本单元电路称为触发器, 其中最简单的一种称为基本触发器。2.组成:通常由2只或非门(或2只与非门)交叉连接构成。
(1)输出:任何触发器都有2个输出端Q和?,正常情况下Q和?总是反相
的,即不是(Q=0,?=1)就是(Q=1,?=0),(Q=0,?=1)称为0状态,(Q=1,?=0)
称为1状态。
?(2)输入:基本触发器有2个输入端S和R。S(set)称为置位端或置1端,R (reset)称为复位端或置0端。3.逻辑图(如图):4.基本触发器的工作过程:
若S端加触发信号(高电平),R端不加触发信号,即S=1,R=0,基本触发器被 置于1状态,此过程称为置1。若R端加触发信号(高电平),S端不加触发 信号,即S=0,R=1,基本触发器被置于0状态,此过程称为置0。无论置1还 是置0,当触发信号结束后,即S和R的输入都是低电平时,基本触发器的 状态保持不变。由此可见,基本触发器具有记忆作用(也称存储作用),能 存储1位二进制信息(即能存储一个1或0)。如下图所示:? 5.基本触发器的功能表突破 与非门电路和或非门电路重难突破例 某歌唱比赛计分规则如下:比赛设有2名技术评委A、B和1名音色评委C和1名表演评委D,评委们通过控制相应的A、B、C、D键来实现评分,技术评委每人30分,音色评委和表演评委每人20分,满分100分。只有分数超过70分表示成功的指示灯才亮。根据上述描述,请回答以下问题:
(1)设F为指示灯,1表示灯亮,0表示灯不亮。按下键为1,不按键为0。请 填写下列真值表;(2)根据真值表写出逻辑式;
(3)根据逻辑表达式画出逻辑电路。答案 (1)真值表如下:(2)F=AB?D+ABC?+ABCD,化简后为F=ABC+ABD。
(3)如图所示
? 解析 本题考查真值表、逻辑式和逻辑电路。根据题意,只有两名技术 评委和音色评委或表演评委通过,表示成功的指示灯才会亮起,因此真 值表中最后三行F值取“1”,其他行F值均取“0”。模拟演练
1.(2017浙江名校新高考联盟联考,12,2分)以下电路中发光二极管正常发光的是( )
/
答案 C 本题考查数字电路的信号分析。C项中三极管导通,集电极为“0”,因此与门输入“1、0”,输出“0”;或非门输入“0、0”,输出“1”;或门输入“0、1”,输出“1”,因此发光二极管发光,C项正确;A项为或非门,因此三极管集电极输出“1”,发光二极管不发光,A项错误;B项中,由于B=0,因此前两个与非门输出均为“1”,则第三个与非门输出为“0”,发光二极管不发光,B项错误;D项为或非门,因此三极管集电极输出为“0”, 发光二极管不发光,D项错误。
2.(2017浙江衢丽湖舟联考,13,2分)如图所示电路,先闭合开关SW1,再闭合开关SW3后,发光二极管V1、V2状态正确的是( )
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A.V1灭,V2灭 B.V1灭,V2亮 C.V1亮,V2灭 D.V1亮,V2亮
答案 C 本题主要考查简单逻辑电路的分析。方法很简单,从输入端开始,逐步推理即可。唯一的一个难点是最后有一个与非门的两个输入端是接在一起使用的,这种接法等效于一个非门(可自行用真值表验证)。
3.(2017浙江宁波模拟,11,2分)以下四个电路中实现的逻辑功能与其他三个不同的是( )
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答案 B 本题考查逻辑电路的信号分析。B项中输出F恒为“1”,A、C、D项均为非逻辑,因此B项正确。
4.(2017浙江温州十校联考,11,2分)如图所示是某种磁控声光报警的电路图,电路图中干簧管应选用的类型是( )
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答案 C 本题考查电子元器件的识读。C项为干簧管,C项正确;A项为继电器,B项为光敏电阻,D项为定值电阻,因此A、B、D项错误。
5.(2016浙江温州模拟,13,2分)如图所示是由光敏电阻、电位器、发光二极管、三极管及电阻等组成的光控灯电路模型,下列针对该电路的分析,合理的是( )
/
A.三极管V属于PNP型三极管
B.当外界光线足够暗时,三极管V处于饱和状态
C.外界光线变强时,光敏电阻Rg的阻值变大
D.要实现外界光线足够暗时LED发光,可交换Rg与Rp的位置
答案 D 本题主要考查简单的开环电子控制系统设计、安装与调试等。三极管V属于NPN型三极管,当外界光线足够暗时,三极管V处于截止状态,外界光线变强时,光敏电阻Rg的阻值变小,D是正确答案。
6.(2016浙江宁波模拟,11,2分)如图所示是干簧管的外形和内部结构,以下说法不正确的是( )
/
A.电子控制系统中,干簧管是获取外部信息的一种途径
B.干簧管是一种磁敏传感器,当有磁铁靠近时,干簧管处于“关断”状态
C.干簧管能把磁场信号转换为电流信号
D.干簧管的两个电极没有正负之分
答案 B 本题考查的是传感器的作用。干簧管是一种常见的磁敏传感器,无磁场时,两个簧片相互分离,干簧管处于“关断”状态;当有磁铁靠近时,两个簧片相互吸引,干簧管处于“开通”状态。所以选择B。
7.(2016浙江宁波模拟,12,2分)如图所示是与非门的两个输入端的输入电压波形图,以下输出端电压波形图正确的是( )
/
/
答案 A 本题考查的是基本逻辑门电路的逻辑关系。根据与非门的逻辑关系“全1出0,有0出1”,可以很快得出正确的是A,所以选A。
8.(2016浙江杭州二中期末,14,6分)杭州二中创新达人大赛共有3名裁判,现大赛规定,主裁A点赞选手即可晋级,否则只有另外B、C两位裁判同时点赞选手才能晋级。现需为大赛组委会设计一款投票器。请完成下列问题:
(1)请列出真值表。
(2)请给出逻辑表达式。
(3)请给出逻辑电路图。
答案 (1)如表所示
A
B
C
K(输出)
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
(2)K=A+B·C
(3)如图所示
/
9.(2017浙江名校新高考联盟联考,17(1)(3),2分)如图所示是小李为某农场的湿度控制系统设计的电路图。当湿度高于上限或低于下限时都会发出声、光报警,电路中CB7555与R8、R9、C1构成一个振荡电路,在Z点为高电平时可以振荡驱动蜂鸣器发声。分析电路回答:
/
(1)a、b探头应选择以下哪种传感器 ;?
/
(3)图中Z点与X、Y两点的电位逻辑关系是 (在①与门;②或门;③与非门;④或非门中选择合适的答案填在“ ”上)。?
答案 (1)C (3)②
解析 (1)本题考查传感器的选择。该电路能够实现对湿度的控制,因此应选用湿敏传感器,C项正确;A项为瓷介质电容,B项为声敏传感器,D项为光敏传感器,因此A、B、D项错误。
(3)本题考查由电子元器件组成的逻辑门电路。X、Y、Z三点与VD1、VD2及Z点后续电路组成如图所示的电路结构:
/
这是一个或门电路,因此选择②项。
10.(2017浙江衢丽湖舟联考,14(3),1分)如图所示为某汽车门禁系统示意图。车门把手①内的传感器一旦检测到有物体靠近,主控单元②通过低频天线③发送一个唤醒信号,该信号激活车主身上的汽车钥匙发送器④,汽车钥匙发送器与RFID接收器⑤交换信息,如果信息与主控单元②内置信息匹配,汽车门锁打开。请完成以下任务:
/
该系统中的传感器应选用 (在①位移传感器;②光敏传感器;③热敏传感器;④力敏传感器中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 ①
解析 本题考查传感器的选择。要进行距离测量,最合适的传感器为位移传感器。因此选择①项。
11.(2017浙江宁波模拟,14(2),1分)如图所示是一款光电烟雾报警器,内有一个光学迷宫,安装有红外对管,无烟时红外接收管收不到红外发射管发出的红外光,当烟尘进入光学迷宫时,通过折射、反射,接收管接收到红外光,智能报警电路判断是否超过阈值,如果超过则蜂鸣器发出警报声。
/
该控制系统中选用的传感器是 (在①气敏传感器;②声敏传感器;③红外传感器中选择合适的一项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 ③
解析 本题考查传感器的选择。该系统是通过红外线是否被烟雾折射、反射,接收管是否接收到红外线,来检测烟雾浓度的,因此选用红外传感器,选择③项。
真题再现
1.(2017浙江11月选考,13,2分)如图所示是一种两位二进制译码器逻辑电路图,X、Y表示输入,F1F2F3F4表示输出。当X为1、Y为0时,F1F2F3F4为( )
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A.0000 B.0100
C.0010 D.0001
答案 D 本题考查数字逻辑电路的信号分析。当X为1、Y为0时,四条水平线的电位从上到下依次为0110,因此F1为1与0得0,F2为0与1得0,F3为0与0得0,F4为1与1得1,D项正确。
2.(2017浙江4月选考,13,2分)下列关于如图所示电路的分析中,正确的是( )
/
A.S断开时V不发光,S闭合时V发光
B.S断开时V发光,S闭合时V不发光
C.不管 S闭合还是断开,V都发光
D.因为电路的初始状态未知,所以不能确定V是否发光
答案 A 本题考查数字电路的信号分析。开关S断开时,与非门触发器的输入信号为上1下0,输出为1,发光二极管V不发光;S闭合时,与非门触发器的输入信号为上0下1,输出为0,发光二极管V发光。因此A项正确。
3.(2016浙江10月选考,13,2分)如图所示是小明设计的蔬菜大棚自动报警电路示意图,Rt是负温度系数热敏电阻。当光线暗并且温度低于设定值时,蜂鸣器发声报警。图中虚线框处应选用的逻辑门是( )
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/
答案 C 本题考查逻辑门电路的分析。当光线暗并且温度低于设定值时,三极管V1、V2均导通,门电路的输入端均为低电位,此时三极管V3导通,蜂鸣器发出报警声,说明当且仅当两输入端均为低电位时,输出端为高电位,因此应选用或非门,C项正确。
如图所示是某电动玩具的电路图,请完成第4题。
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4.(2016浙江10月选考,11,2分)电路图中 R1应选用的类型是( )
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答案 B 本题考查光敏电阻的实物图。A项为普通色环电阻,B项为光敏电阻, C项为电容,D项为光敏二极管,因此B项正确。
5.(2016浙江4月选考,12,2分)如图所示是用三极管控制发光二极管的电路,根据V1基极的输入情况控制V2发光或不发光。现要将该电路用于下雨提示,当湿敏传感器MS检测到雨水时,接通电路,使V2发光。以下元器件与电路的连接中正确的是( )
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答案 C 本题当中的湿敏传感器MS会在遇水时接通电路,相当于该点短路,无水时断开电路,相当于该点断路。对于该控制系统来说,MS是用于输入部分的,所以应该安装于②、③两点之间,再加一个电阻是为了方便控制电流量,所以本题选C。
6.(2016浙江4月选考,13,2分)如图所示电路,V3工作于开关状态。当输入X=0,Y=1时,以下发光二极管状态中正确的是( )
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A.V1不发光、V2不发光
B.V1不发光、V2发光
C.V1发光、V2不发光
D.V1发光、V2发光
答案 C 如图所示。当X=0,Y=1时,点6为0,点7为1,经或门出来点8为1,点1接地为0,因X=0,则点2为0,点1与点2都是0,所以对于三极管来说,基极电流没有,则点3的通过电流也是没有的,R2无电流,则VCC的电压传到点3和点4,点4为高电平,即点4=1,点5=Y=1,经与非门后,点9=0,所以V1发光,V2不发光。
/
7.(2015浙江10月选考,12,2分)如图所示为楼道照明灯的控制电路。用A和B分别表示2个单刀双掷开关的状态,“1”表示开关向上,“0”表示开关向下。用L表示灯的状态,“1”表示灯亮,“0”表示灯不亮。关于该电路的逻辑关系,下列真值表中正确的是( )
/
A
B
L
0
0
1
0
1
0
1
0
0
1
1
1
A
A
B
L
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
1
B
A
B
L
0
0
0
0
1
1
1
0
1
1
1
0
C
A
B
L
0
0
0
0
1
1
1
0
0
1
1
1
D
答案 A 本题考查的是基本逻辑门电路的逻辑关系,从题图中可以看出开关同向电路通,所以A、B同为0或1时输出为1,故选A。
8.(2015浙江9月学考,11,2分)下列信号中属于模拟信号的是( )
/
答案 B 本题考查的是模拟信号与数字信号的不同特性。模拟信号是在时间和取值上均连续的信号。手机短信息信号是典型的数字信号,算盘珠位置不是连续变化的,狼烟只有有烟和无烟两种状态,只有车速信号在时间和取值上均连续,故答案为B。
9.(2015浙江9月学考,13,2分)如图所示为某热敏电阻在不同温度下电阻值的变化曲线。现需要设计一水箱水温提醒器,用该热敏电阻作为传感器,当水温达到100 ℃时,蜂鸣器发出提醒声。以下符合上述设计要求的电路是(电路图中Rt为热敏电阻)( )
/
/
答案 D 本题考查的是常见传感器的作用和简单组合逻辑电路的分析。首先通过热敏电阻的阻值变化曲线可以知道其阻值随着温度的增加而减小,是负温度系数型的热敏电阻,在100 ℃时其阻值为50 Ω左右,非常小。逐项分析,对A,与非门的一个输入脚被恒定置低电平,故其恒定输出高电平,不管温度如何变化,蜂鸣器都会响,所以A不符合设计要求。对B,或非门的一个输入脚被恒定置高电平,故其恒定输出低电平,不管温度如何变化,蜂鸣器都不会响,所以B不符合设计要求。对C,水温低时,与非门输入电平为一高一低,所以输出高电平,蜂鸣器响,而当水温达到100 ℃时,与非门的两个输入脚均输入高电平,所以输出低电平,蜂鸣器不响,故C不符合设计要求。对D,水温低时,或非门输入电平为一高一低,所以输出低电平,蜂鸣器不响,而当水温达到100 ℃时,或非门的两个输入脚均输入低电平,所以输出高电平,蜂鸣器响,故D符合设计要求。
10.(2017浙江4月选考,17(1),1分)在电子控制技术实践课上,小明准备设计一个遮光、通风控制系统,选择光敏电阻和正温度系数的热敏电阻作为传感器。请完成下题:
光敏电阻值随光照强度变化的规律与 相似(从A、B、C中选择合适的选项,将序号填入“ ”处)。?
/
答案 B
解析 本题考查光敏电阻的特性。光敏电阻的阻值随光照强度的增强而逐渐减小,且具有非线性的特征,因此B项正确。
11.(2017浙江11月选考,17(1))小明设计了如图所示的温变报警电路。当检测到的温度高于设定值后,V3随温度升高逐渐变亮,如果温度继续上升到一定值后,V4、V5开始变亮,最后蜂鸣器HA发出报警声。根据电路图和功能要求完成以下任务:
/
Rt应选择 (在A.正温度系数热敏电阻;B.负温度系数热敏电阻;C.可调电阻;D.定值电阻中选择合适的选项,将序号填入“ ”处)。?
答案 B
解析 本题考查传感器的选择。温度升高时V1、V2均要求导通,因此Rt阻值应减小,为负温度系数热敏电阻。
课件21张PPT。
第3节 继电器
一 继电器二 直流电磁继电器三 晶闸管教材研读突破 直流继电器重难突破一、继电器教材研读1.定义:继电器是一种接收并执行控制(处理)部分发出的命令,完成控制 的部件。2.作用:继电器是用弱电(小电流、低电压)信号去控制强电(高电压、大 电流)的一种“自动开关”,故在电路中起着自动调节、安全保护、转 换电路等作用。概括为“以低控高”“以小控大”。3.应用举例4.优缺点
(1)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,抗干扰能力强等。
(2)缺点:寿命短、不宜应用于大功率负载电路。5.分类
(1)按输入物理量的不同分:电磁继电器、温度继电器、时间继电器、 热继电器等。
(2)按执行机构特征的不同分:有触点继电器、无触点继电器。二、直流电磁继电器
1.组成:直流电磁继电器一般由电磁铁和一组或几组带触点的簧片组成。2.构造:
? 3.电路符号
? 4.触点类型及符号
(1)在工作中能够动作的称为动触点,不能动作的称为静触点。
(2)触点符号解析:
常开触点:动合型(H型),线圈不通电时动、静触点是断开的,通电后,两 个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
?
常闭触点:动断型(D型),线圈不通电时动、静触点是闭合的,通电后两个 触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。?
转换触点:转换型(Z型),这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上 下各一个静触点。线圈不通电时,常开触点断开,常闭触点闭合,线圈通 电后,常开触点闭合,常闭触点断开,达到转换的目的。这样的触点组称 为转换触点。用“转”字的拼音字头“Z”表示。
?三、晶闸管
1.定义:晶闸管是硅晶体闸流管的简称,是一种可控制的硅整流器件,也 称为可控硅。2.构造:晶闸管由四层半导体材料构成,它们分别是P1、N1、P2、N2,其中 三个PN结构组成了三端(阳极a、控制极g和阴极k)。3.电路符号
? 4.工作原理
(1)反向阻断
现象:无论开关S是否断开或是在控制极g上是否加触发电压,灯泡都不亮;
(2)正向阻断
?
现象:开关S断开,灯泡不亮;(3)触发导通
?
现象:晶闸管加正向电压,开关S闭合,灯泡亮;
(4)导通后控制极失控现象:开关S断开,灯泡亮。(4)导通后控制极失控5.原理分析:晶闸管相当于由一个PNP和NPN三极管构成,根据三极管原 理分析晶闸管电流大小,发现当控制极发出较小电流后,晶闸管在加载 正向电压后便导通,当此时控制极断开,由于电路存在正反馈,电路依然 维持导通状态。一、直流电磁继电器的参数突破 直流继电器重难突破二、直流电磁继电器的选用注意事项1.控制电路的电源电压——主要依据,应能提供足够的电流否则继电器 吸合不稳定。2.输出电路的电压和电流——决定触点容量。3.触点形式——常开、常闭、转换触点的选择。4.尺寸——根据装置容积的大小。例 如图所示的直流电磁继电器电路示意图,要使右端输出电路的状态 如下:电动机工作一段时间后停止,然后灯一直亮。则通线圈的开关的 控制应为?( C )
?A.保持闭合状态 B.先开后闭
C.先闭后开 D.保持打开状态 解析 本题考查直流电磁继电器的工作过程。要使电动机工作,应闭合 开关给继电器通电;要使灯亮,应断开开关,不给继电器通电,因此C项正 确。单元小结
知识系统构建
/
单元检测题组
时间:30分钟 分值:45分
一、选择题(每题2分,共40分)
1.如图所示是一个三极管放大效果的演示实验,将47 kΩ电位器调至最下端,合上开关,灯泡不亮。将电位器慢慢向上调,可看到发光二极管渐渐变亮,灯泡也同时渐渐变亮。下面关于该电路图的说法不正确的是( )
/
A.图中的元器件①是一个可以在0到47千欧之间调节电阻的电位器
B.图中的元器件②是一个NPN型三极管
C.调节电位器,可以不断增大三极管b极的电流,不断放大c极的电流,直到灯泡被烧掉,甚至因电流过大造成实验者人身危险
D.无论什么样的三极管,其放大效果也是有限的
答案 C 本题考查的是三极管的使用。三极管具有放大效果,但是放大到一定程度就会达到一种饱和状态而不能继续放大。所以答案选C。
2.下列关于各类电子元器件的说法不正确的是( )
A.电阻器都有额定功率,当流过的电流过大时,往往造成电阻器过热甚至烧坏
B.电容器可以隔离直流,并能耦合变化的信号
C.电感器是把电能转换成磁场能并储存在磁场中的设备,制作的线圈电阻越小其性能就越好
D.二极管具有单向导电性,所以只能用于接直流电的电路当中
答案 D 二极管具有单向导电性,但也可以接交流电,并可以把交流电整合成直流电,当电压不稳时,也可以作为稳压器使用。所以答案选D。
3.关于三极管的三种工作状态,下列选项中说法正确的是( )
A.三极管的Ib、Ic都为0时,其集电极和发射极相当于一只接通的开关
B.三极管的Ic不受Ib控制时,其集电极和发射极相当于一只接通的开关
C.三极管的Ic=βIb时,三极管具有电流放大作用
D.三极管的Ic=βIb时,三极管才具有开关作用
答案 C 本题考查的是三极管的三种工作状态。当Ib、Ic都为0时,三极管相当于断开的开关;Ic不受Ib控制时,三极管相当于断开的开关;Ic=βIb时,三极管具有电流放大作用,此时并非开关作用。所以正确的是C选项。
4.关于使用指针式多用电表,下列说法中不正确的是 ( )
A.测量电路中的电阻时必须切断电源,同时与该电阻串联或并联的电路元件脱离
B.测量晶体二极管时,其正、反向电阻都很小,说明该二极管已损坏
C.测量直流电压时,无需进行欧姆调零即可直接进行测量
D.测量交流电压时,必需注意两根测量表棒的正(红)、负(黑)极性
答案 D 本题考查的是多用电表的使用方法。由于交流电无正负极性,所以测量交流电压时,无需注意表棒的正(红)、负(黑)极性,所以不正确的是D选项。
5.如图所示为一个47 kΩ色环电阻,其中最右边一环为金色,关于该电阻的精度以及左边三个色环的颜色,以下说法中正确的是( )
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A.±5%精度,左边三个色环的颜色从左到右依次为蓝、橙、棕
B.±5%精度,左边三个色环的颜色从左到右依次为黄、紫、橙
C.±10%精度,左边三个色环的颜色从左到右依次为黄、蓝、紫
D.±10%精度,左边三个色环的颜色从左到右依次为蓝、紫、橙
答案 B 本题考查的是常用电阻器的标称值。显然这是四环电阻,最右边的金色色环表示精度为±5%,剩下三个色环从左到右,分别是两位有效数字和一位幂指数。47 kΩ=47 000 Ω,两位有效数字为47,则幂指数(有效数字后零的个数)为3。第一位有效数字4对应黄色,第二位有效数字7对应紫色,幂指数3对应橙色。所以左边三个色环的颜色从左到右依次为黄、紫、橙,正确答案为B。
6.下列关于指针式多用电表的操作中,正确的是( )
A.测量电阻器阻值时,若两手捏住被测电阻器两引脚,则测量值要小于实际值
B.测量电阻器阻值时,每更换一次量程,都要进行一次机械调零
C.测量直流电压时,量程选择要从小到大,但更换量程挡位前需断开测量
D.测量交流电压时,要求红表棒接高电位,黑表棒接低电位
答案 A 本题考查的是多用电表的基本操作。两手同时接触电阻器的两个引脚,等于在被测电阻两端并联了一个人体电阻,并联电阻阻值小于任意一个电阻,所以测量值小于待测电阻阻值,A正确;测量电阻时,每更换一次量程,都要进行的是欧姆调零,而不是机械调零,B错误;测量直流电压时,量程的选择要从大到小,以保证多用电表的安全,C错误,但更换量程挡位前需断开测量的说法是正确的;测量交流电压无需考虑高低电位,D错误。
7.下列电子元器件中不能作为开关使用的是( )
A.三极管 B.电容器 C.电磁继电器 D.晶闸管
答案 B 本题考查的是电子元器件的作用。电子元器件中电容器的作用是储存电荷,通交流、隔直流,所以不能作为开关使用的是电容器,所以选择B。
8.下列关于使用多用电表进行测量的说法中正确的是( )
A.电阻的阻值测量过程中,发现指针偏转角度较小,应选择较大挡位并重新调欧姆零点后测量
B.测量二极管的电阻阻值较大时,红表棒接二极管的正极,黑表棒接二极管的负极
C.测量正温度系数热敏电阻时,表棒和电阻引脚应用手捏紧
D.测量直流电压时,应与用电器串联,黑表棒接低电位
答案 A 本题考查的是多用电表的使用。测量二极管的电阻阻值较大时,二极管正向,所以应是红表棒接二极管的负极,黑表棒接二极管的正极;测量正温度系数热敏电阻时,表棒和电阻引脚不能用手捏紧,因为人体是有热量的;测量直流电压时,应与用电器并联,黑表棒接高电位;电阻的阻值测量过程中,发现指针偏转角度较小,说明阻值较大,挡位选择小了,所以应选择较大挡位并重新调欧姆零点后测量。所以选择A。
9.用多用电表测量电路中一个晶体三极管各个引脚对接地端的电位,管脚1为5 V,管脚2为2.4 V,管脚3为2.1 V。根据以上测量结果,以下判断错误的是( )
A.此时三极管处于截止状态
B.该三极管为锗三极管
C.该三极管管脚3为发射极
D.该三极管管脚2为基极
答案 A 本题考查的是晶体三极管的工作状态。管脚2和管脚3之间的电压为0.3 V,管脚1和管脚2之间的电压为2.6 V,由此判断管脚2为基极,管脚3为发射极,管脚1为集电极,是锗三极管,且处于饱和导通状态。只有A选项的描述是错误的。
10.有关指针式多用电表的使用,下列说法正确的是( )
A.可以直接测量接在线路板上的电阻阻值
B.测量电阻阻值之前要先进行欧姆调零
C.测试二极管时,要对调红黑表笔,两次测量的阻值相差越小越好
D.测量完毕,要把选择开关置于“OFF”挡或直流电压最大量程挡
答案 B 本题考查的是多用电表的使用。线路中的电阻需要从电路中断开后才能用多用电表测量其阻值;测试二极管时,对调红黑表笔,两次测量的阻值相差越大,表明其单向导电性越好;测量完毕,要把选择开关置于“OFF”挡或交流电压的最大量程挡,只有B选项正确。
11.下列电路符号中,表示发光二极管的是( )
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答案 B 本题考查电子元器件的电路符号。A项为光敏二极管,B项为发光二极管,C项为稳压二极管,D项为晶闸管。
12.以下判断二极管正负电极不合理的是( )
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答案 D 本题考查二极管正负极的判断。D项图中没有反映二极管两引脚的长短,无法判断其正负极,因此D项符合题意。
13.晶体三极管的发射结正偏,集电结反偏时,则晶体三极管所处的状态是( )
A.放大状态 B.饱和状态 C.截止状态 D.充电状态
答案 A 本题考查三极管工作状态的判断。根据题意“发射结正偏,集电结反偏”,可得三极管处于放大状态,因此A项正确。
14.测得某正常放大电路中,晶体管三个管脚电压分别为6.7 V、2.4 V、1.7 V,可判断出分别为三极管的 极、 极、 极,此三极管处于 的工作状态。下列分析正确的是( )?
A.b,c,e,饱和 B.e,b,c,放大
C.e,c,b,截止 D.c,b,e,放大
答案 D 本题考查三极管工作状态的判断。该电路为放大电路,因此三极管处于放大状态,发射结正偏,集电结反偏,因此6.7 V对应c极,2.4 V对应b极,1.7 V对应e极,D项正确。
15.三极管不能完成的功能是( )
A.断开的开关 B.接通的开关
C.放大器 D.隔直流,通交流
答案 D 本题考查三极管的功能。D项“隔直流,通交流”的功能可以由电容器实现,三极管无法实现,因此D项符合题意。
16.下列对在电路中的电子元器件功能表述有误的是( )
A.电容器可以隔离直流,并能耦合变化的信号
B.二极管的单向导电性可以对交流电整流,也可作为一个电流放大器
C.电感器把电能转换成磁场能并储存在磁场中
D.三极管可作为一个电流放大器,也可利用其截止和饱和状态作为一个开关
答案 B 本题考查电子元器件的功能。整流二极管可以对交流电整流,三极管可以作为电流放大器,因此B项符合题意。
17.用多用电表测得交流电压值为1.8 V,下列图示正确的是( )
/
答案 C 本题考查多用电表的读数。测量交流电压,应观察表盘交流电压挡。A项为2.05 V,B项为1.70 V,C项为1.80 V,D项为1.60 V,因此C项正确。
18.下列在有关电路板上元器件的焊接要求,说法不适当的是( )
A.焊件表面应是清洁的,油垢、锈斑都会影响焊接
B.对黄铜等表面易于生成氧化膜的材料,可以借助于助焊剂先对焊件表面进行镀锡浸润后,再行焊接
C.要有适当的加热温度,使焊锡料具有一定的流动性才能焊牢,但温度也不可过高,过高时容易形成氧化膜而影响焊接
D.焊接时一次不成功不要紧,可以多次长时间反复烫焊,焊锡用量多一点也无妨
答案 D 本题考查焊接操作。焊接时间应尽量短,焊锡量要适量,故选D。
19.电路板上某元器件一引脚的焊接点从外观看焊锡与引脚和铜箔之间有明显黑色界限,焊锡向界限凹陷,元器件工作不稳定时好时坏,最有可能的原因是( )
A.加热温度不够高,使焊锡料没有完全熔化流动
B.加热温度过高,焊锡用量过多
C.元器件引脚未清洁好、未曾镀好锡或锡氧化
D.焊接时间过长,焊丝撤离过迟
答案 C 本题考查焊接操作。元件工作不稳定说明焊点连通性不好,C项引脚未清洁好是可能的原因。
20.图示是将一元器件焊接至印刷电路板的过程,其中左右箭头所示的角度应为( )
/
A.15度 B.30度 C.45度 D.60度
答案 C 本题考查焊接操作。电烙铁和焊锡丝均沿45°方向进行操作,因此C项正确。
二、非选择题(共5分)
21.分析电路图,回答下面的问题。
/
现发现电路不能正常工作,需要检测三极管的好坏。请写出用多用电表检测该三极管好坏的方法。
答案 NPN型三极管性能检测方法:
用多用电表R×100或R×1k挡测一下e与b之间和e与c之间的正反向电阻。当红表笔接基极b时,用黑表笔分别接发射极e和集电极c应出现两次阻值小的情况,然后把接b的红表笔换成黑表笔,再用红表笔分别接e和c,将出现两次阻值大的情况,若被测三极管符合上述情况,说明这只三极管是好的,反之则是坏的。
解析 本题考查使用多用电表检测三极管的方法。该三极管为NPN型三极管,具体见答案。
真题再现
(2018浙江11月选考,11,2分)如图所示的两个电路中,三极管为硅管。下列关于LED发光时,M、N点电位分析中正确的是( )
A.M点约为0.7 V,N点约为0.7 V
B.M点约为0.7 V,N点约为3 V
C.M点约为2.7 V,N点约为3 V
D.M点约为2.7 V,N点约为0.7 V
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答案 A 本题考查三极管电路。硅型三极管导通时,其发射结电压大约为0.7 V,因此两幅电路图中的三极管的基极点位均约为0.7 V,A项正确。
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第1节 电子元器件、多用电表及示波器
一 电阻二 电容和电感三 半导体二极管四 半导体三极管教材研读五 集成电路与片状元器件六 多用电表七 示波器一、电阻教材研读1.定义:电阻器简称电阻,是电子电路中应用最多的元件。2.作用:是电子电路中使用率最高的耗能元件。在电路中有稳定和调节 电流的作用,作为分流器、分压器等使用。3.分类:电阻器通常分为三大类:固定电阻器、可变电阻器、特种电阻器。
(1)固定电阻器:阻值固定不变的电阻器。
(2)可变电阻器:电阻值可以调节的电阻器,又称电位器。(3)特殊电阻器:具有特殊作用的电阻器。 4.电阻的阻值标注方法
(1)直标法:是用阿拉伯数字和单位符号将电阻值、误差、功耗等参数直接标注在电阻体上。
(2)文字符号法:是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示。如:5k1表示5.1 kΩ, 5Ω1表示5.1 Ω,4M7表示4.7 MΩ。
(3)数码法:是用三位阿拉伯数字表示电阻值。前面的数字表示有效数字,末位数字表示零的个数。如“10×103”表示10 000 Ω。
(4)色标法:是将电阻器的类别及主要技术参数的数值用颜色(色环或色点)标注在它的外表面上,可分为四色、五色标法。
(5)常用色环电阻的认读(四环)二、电容和电感
1.电容的定义:电容器简称电容,由两个靠得很近的金属片(箔)组成,中间 用绝缘材料(电介质)隔开。
电容是电子电路中使用率仅次于电阻器的一种能够储存电荷的元件,具 有“隔直流通交流”的本领,通常用于滤波、振荡、调谐、延时、耦合 等电路中。2.常用电容器的外形和电路符号
? 3.电容量的标注方法
(1)直标法
表示容量为220 μF,耐压为50 V的电解电容器。
(2)数字字母法
第一、二位表示元件值有效数字,第三位表示有效数字后“0”的个数,单位是pF;允许偏差用字母表示。
该电容的标称容量是10×104 pF=100 000 pF,K表示允许偏差:10%,额定 电压是100 V。字母表示对称允许偏差时的含义:(3)数码法
①三位数最后1个是“0”的个数,单位:pF,如102表示1 000 pF,331表示
330 pF。
②除了三位数的整数,其他的整数直接表示电容量的大小,单位: pF,如2 3表示23 pF,1 223表示1 223 pF。
③零点几(含小数),单位:μF,如0.01表示0.01 μF。(4)色标法:类似电阻色环,单位:pF。4.电感
(1)定义:电感器通常称为电感线圈或线圈。
(2)作用:是一种能够储存磁场能的元件,具有“通直流阻交流”的本领, 通常用于滤波、振荡、延时等电路中。5.常用电感器及图形符号三、半导体二极管
1.定义:半导体二极管(diode)又称晶体二极管,简称二极管。2.结构:由一个半导体PN结、两个电极引线和管壳组成,如图a所示。3.作用:具有单向导电特性,如图b所示。二极管有普通和特殊之分,可以 起到整流、鉴频、检波、保护及发光等作用。
? 4.二极管的类型及电路符号
?? 5.发光二极管特点:可以发出红外、红、黄、绿、蓝、白等光。工作电 流一般在3~20 mA之间,导通电压一般在1.6 V以上。6. 二极管正负引脚的判断
(1)发光二极管长脚为正,短脚为负。如果脚一样长,发光二极管里面的 大头是负极,小头是正极。
(2)普通二极管有色环的,靠近色环的电极引线为负极(阴极)。四、半导体三极管1.定义:半导体三极管又称晶体三极管,简称三极管。2.结构:(1)管芯:在一块半导体基片上制作两个极靠近的PN结,即构成三 极管的管芯。
(2)三个区:发射区、基区、集电区。
(3)两个PN结:发射结、集电结。
(4)三个极:发射极(e)、基极(b)、集电极(c)。? 3.作用:具有电流放大和开关作用。4.三极管的工作状态
当VP>VN,则称PN结正偏,反之称为反偏。(以NPN管为例,PNP管与此相反)
(1)Vc>Vb>Ve ,为发射结正偏,集电结反偏,晶体管工作处于放大状态。三极管起到电流放大的作用。
(2)Vb>Vc>Ve,为发射结正偏,集电结正偏,晶体管工作处于饱和状态。集电极与发射极之间相当于一只接通的开关。
(3)Vc>Ve>Vb,为发射结反偏,集电结反偏,晶体管工作处于截止状态。集电极与发射极相当于一只断开的开关。
5. 三极管的引脚分布规律
(1)塑料封装的三极管:识别引脚时,将管脚朝下,切口朝自己,从左向右依 次为e、b、c脚。
?(2)有散热片的功率三极管:识别时将印有型号的一面朝自己,且将管脚 朝下,从左向右依次为b、c、e脚。
?
(3)金属封装的三极管:它们的外壳上有一个突出的定位销,识别时各引 脚朝上,从定位销开始顺时针方向依次为e、b、c脚。 五、集成电路与片状元器件
1.集成电路
(1)定义:运用集成工艺,把二极管、三极管、电阻、电容和电感等元器 件集中制作在一块半导体基片上,再封装在一个特殊的外壳中,构成一 个完整的具有一定功能的单元电路、子系统或系统,成为一个完整的器 件,称为半导体集成电路,简称集成电路,用字母IC表示。
(2)优点:体积小、重量轻、耗电少,不存在元器件的焊接不良问题,可靠 性高。2.集成电路的种类、外形、电路符号及引脚分布规律
(1)单列集成电路(2)双列集成电路
(3)四列集成电路 3.片状元器件
(1)定义:片状元器件是无引线或短引线的新型微型元器件,是为了配合 表面组装技术的需要而开发的专用元器件。
(2)优点:尺寸小、重量轻、安装密度高、抗振性强、高频特性好、抗 干扰能力强等。六、多用电表
1.多用电表概述
多用电表又称万用表,可以用来测量直流电流、直流电压、交流电流、 交流电压和电阻,有的还可以用来测量电容、电感、晶体二极管和三极 管的某些参数。
常用的多用电表有数字式和模拟式两种,如图所示:? 2.模拟式多用电表的组成
(1)组成(2)转换开关? (3)表盘刻度标尺3.模拟式多用电表的使用方法
(1)多用电表在使用前,应将其水平放置,观察指针是否指向电流的零刻度。若有偏差,应调整机械零点(即用小螺丝刀调整表头下方的机械调零螺丝);
(2)合理选择倍率,使指针尽可能靠近刻度盘的中央位置;
(3)换用欧姆挡的量程时,一定要重新调整欧姆零点;
(4)待测电阻要跟别的元件和电源断开;
(5)电流从红表笔流入电表,黑表笔流出,不要用手碰触表笔的金属;(6)要用欧姆挡读数时,阻值等于表头示数乘选择开关所指的倍率;
(7)使用完毕应当拔出表笔,并把选择开关旋至OFF挡或交流电压最高挡。4.用多用电表检测二极管
(1)判别正、负极如图所示,将多用电表置于R×1k挡,先用红、黑表笔任意测量二极管两端之间的电阻值,然后交换表笔再测量一次,如果二极管是好的,两次测量结果必定出现一大一小。以阻值较小的一次测量为准,黑表笔所接的一端为正极,红表笔所接的一端则为负极。
(2)鉴别二极管的质量好坏
?如图所示,将多用电表置于R×1k挡,测量二极管的正反向电阻值,完好的 锗点接触型二极管,正向电阻在1 kΩ左右,反向电阻在300 kΩ以上,硅面 接触型二极管的正向电阻在7 kΩ左右,反向电阻为无穷大。总之,二极 管的正向电阻越小越好,反向电阻越大越好。若测得的正向电阻太大或 反向电阻太小,都表明二极管检波与整流效率不高。如果测得正向电阻 为无穷大,说明二极管的内部断路,若测得的反向电阻接近于零,则表明 二极管已被击穿。5.用多用电表检测三极管
(1)判断三极管的类型和三个电极
①用模拟式多用电表判断基极b和三极管的类型:将多用电表欧姆挡置于“R×100”或“R×1k”处,先假设三极管的某极为“基极”,并把黑表笔接在假设的基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很小(或约为几百欧至几千欧),则假设的基极是正确的,且被测三极管为NPN型管;同上,如果两次测得的电阻值都很大(约为几千欧至几十千欧),则假设的基极是正确的,且被测三极管为PNP型管。如果两次测得的电阻值是一大一小,则原来假设的基极是错误的,这时必须重新假设另一电极为“基极”,再重复上述测试。
②判断集电极c和发射极e:仍将模拟式多用电表欧姆挡置于“R×100”或“R×1k”处,以NPN管为例,把黑表笔接在假设的“集电极c”上,红表笔接到假设的发射极e上,并用手捏住b和c极 (不能使b、c直接接触),通过人体,相当于b、c之间接入偏置电阻,如图(a)所示,读出表头所示的阻值,然后将两表笔反接重测。若第一次测得的阻值比第二次小,说明原假设成立。其等效电路如图(b)所示,图中VCC是表内电阻挡提供的电池,R为表内电阻,Rm为人体电阻。
(2)判别晶体管的好坏
①测NPN型三极管:将多用电表欧姆挡置于“R×100”或“R×1k”处,把黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都较小,再将红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。
②测PNP型三极管:将多用电表欧姆挡置于“R×100”或“R×1k”处,把 红表笔接在基极上,将黑表笔先后接在其余两个极上,如果两次测得的 电阻值都较小,再将黑表笔接在基极上,将红表笔先后接在其余两个极 上,如果两次测得的电阻值都很大,则说明三极管是好的。七、示波器
1.示波器的基本功能
示波器是用来显示电信号波形的仪器,它将电信号转换为可以观察的视 觉图形,以便人们观测。若利用传感器将各种物理参数转换为电信号 后,可利用示波器观测各种物理参数的数量和变化。2.示波器的组成
?模拟演练
1.(2017浙江名校新高考联盟联考,11,2分)下列说法不正确的是( )
A.模拟信号相对数字信号不易失真
B.新电烙铁在使用前,要通电加热,蘸上松香后在烙铁头上镀锡
C.用指针式多用电表测量二极管的好坏时,应将挡位打到R×100或R×1k
D.继电器可以同时控制好几个被控对象
答案 A 本题考查电子元器件与焊接技术。数字信号的优点包括:容易处理、不易失真,处理精度高,便于记录保存。因此A项符合题意。
2.(2017浙江衢丽湖舟联考,11,2分)如图所示为某简易高温报警装置的电路图。已知电压比较器IC的3脚电位大于2脚电位时,1脚输出高电平;反之,1脚输出低电平。电路图中热敏电阻Rt应选用的类型是( )
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答案 A 本题主要考查电子元器件的识别,这是基本功。从A到D,分别是热敏电阻、湿敏电阻、光敏电阻和力敏电阻。
3.(2017浙江宁波模拟,12,2分)将如图所示的某个元器件引脚焊接到电路板上,以下焊点最合理的是( )
/
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答案 C 本题考查焊接技术。实际焊接时,焊点的焊料用量要适中,呈“富士山”形为最佳,因此C项正确;A、D用料过多,B项在实际焊接时几乎不会出现,因此A、B、D项错误。
4.如图所示的四色环电阻,其中金色表示允许误差为±5%,色环颜色对应的数字如下表所示,该电阻的阻值为( )
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颜色
有效数字
幂指数(倍率)
黄
4
×10 000
紫
7
×10 000 000
红
2
×100
A.470 Ω B.4.7 kΩ C.270 kΩ D.27 kΩ
答案 B 本题主要考查电阻器的标称值,用色标法表示电阻阻值时,一般电阻体上有四条色环,前两条表示数字,第三条表示倍率,第四条表示误差,所以本题的答案是B。
5.选择多用电表欧姆挡“×100”挡位,欧姆调零后测量电阻阻值,如图所示,表针偏转角度较大,下列判断或做法中正确的是( )
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A.换用“×10”挡或更小倍率挡位,重新欧姆调零后测量
B.换用“×1k”挡或更大倍率挡位,重新欧姆调零后测量
C.交换红黑表笔位置,重新测试
D.该电阻阻值较大,应接入电路后再进行测量
答案 A 本题主要考查多用电表的基本操作。表针偏转角度较大,说明量程选择太大了,这样会增加误差,为了减少误差,应该尽量使指针指在表盘的中部位置,所以应该选择小一挡,也就是换用“×10”挡或更小倍率挡位,重新欧姆调零后测量。所以本题的答案是A。
6.使用多用电表测量直流电流时,下列说法中不正确的是( )
A.必须将多用电表串联在被测电路中,使被测电流通过多用电表
B.红表棒接电源正极,保证被测电流由红表棒流入,黑表棒流出
C.要正确选择挡位,若不知被测电流的大小,应先选择最小挡位
D.为保护多用电表,测量结束后,应将波段开关放在电压挡
答案 C 本题考查的是多用电表的使用。不知道所测电压或电流的大小时,一定要先选择最高挡,而后再根据指针偏转情况,逐次降低测量范围的挡位。所以选择C。
真题再现
1.(2017浙江11月选考,11,2分)小明用多用电表判断电子元器件的好坏,下列测试结果表明电子元器件坏的是( )
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答案 B 本题考查多用电表的使用。B项中黑表笔接二极管的负极,红表笔接二极管的正极,多用电表检测二极管的反向电阻,而示数表明其阻值很小,说明二极管已击穿,因此B项符合题意。
2.(2017浙江4月选考,11,2分)如图所示是小明在电子控制技术实践课上搭建的电路,经测量V1的Ube=0.7 V,Uce=3 V。下列关于V1工作状态的判断中,正确的是( )
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A.饱和状态 B.放大状态 C.截止状态 D.条件不足,无法判断
答案 B 本题考查三极管的工作状态。根据题意,三极管V1的发射结导通,集电结截止,因此三极管处于放大状态,B项正确。
3.(2017浙江4月选考,12,2分)在电子控制技术实践课上,同学们用电烙铁进行焊接操作(如图所示),小明发现有下列方法,其中正确的是( )
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A.先用电烙铁加热元件引脚,再加焊锡,熔化的焊锡沿着引脚流到焊盘上形成焊点
B.先将焊锡移到焊盘上方,再用电烙铁加热焊锡,让熔化的焊锡滴到焊盘上形成焊点
C.先将焊锡熔化在电烙铁上,再用电烙铁在焊盘上来回涂抹,把焊锡均匀地涂在引脚四周
D.先用电烙铁同时加热焊盘和元件引脚,再将焊锡送入使其熔化,在引脚和焊盘间形成焊点
答案 D 本题考查焊接技术。用电烙铁焊接电子元件时,应同时加热元件引脚和电路板,实现较好的连接强度,因此D项正确。
如图所示是某电动玩具的电路图,请完成第4题。
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4.(2016浙江10月选考,12,2分)下列对该电路的分析中不正确的是( )
A.三极管V1在电路中起开关的作用
B.电机M工作时,三极管V1的集电极结和发射结都处于正向偏置状态
C.二极管V2主要用于保护三极管V1
D.R2换用阻值小一点的电阻,更容易触发电机M启动
答案 D 本题考查电子元器件的作用及电路分析。R1与R2相连,控制三极管V1的基极电压。R2减小使基极电压降低,更难使三极管V1导通,因此D项符合题意。
5.(2016浙江4月选考,11,2分)如图所示是用三极管控制发光二极管的电路,根据V1基极的输入情况控制V2发光或不发光。电路图中电容C应选用的类型是( )
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答案 D 本题考查不同电容器的使用场合。题图中所示电容器有正极标识,在所有的电容器当中只有电解电容器是有正负极之分的。
6.(2015浙江10月选考,11,2分)三极管在饱和导通状态时,下列说法中不正确的是( )
A.发射极和集电极均处于正向偏置状态
B.小功率管的饱和压降小于0.6 V,锗管的饱和压降小于0.3 V
C.集电极与发射极之间相当于一个接通的开关
D.集电极电流受基极电流的控制
答案 D 本题考查的是三极管工作状态的特点,集电极电流受基极电流的控制是放大电路的特点,所以选择D。
7.(2015浙江10月选考,13,2分)下列关于使用多用电表进行测量的说法中不正确的是( )
A.测量电阻的阻值前应先选择量程,再将两表棒短路,转动调零旋钮将电表的读数调零
B.测量二极管的正向电阻时,应将红表棒接二极管的正极,黑表棒接二极管的负极
C.确定光敏传感器质量好坏时,应在不同的光照条件下分别测量其电阻值和通电时的电压值
D.测量直流电压时,红表棒应接高电位,黑表棒应接低电位
答案 B 本题考查的是多用电表的使用。测量二极管的正向电阻时,电流从红表棒流入,黑表棒流出,所以应是红表棒接二极管的负极,黑表棒接二极管的正极。所以选择B。
8.(2015浙江9月学考,12,2分)小黄同学用指针式多用电表检测某三极管,将多用电表欧姆挡置于R×1 k,把黑表笔接三极管的其中一个引脚“J1”,将红表笔分别接在其余两个引脚上,两次测得的电阻值都很小(约500 Ω左右),再把红表笔接三极管的引脚“J1”,将黑表笔分别接在其余两个引脚上,两次测得的电阻值都很大(约100 kΩ左右)。根据以上检测结果,以下判断错误的是( )
A.该三极管为NPN型管
B.该三极管的引脚“J1”为基极
C.该三极管的引脚“J1”为发射极
D.该三极管没有损坏
答案 C 本题考查的是多用电表基本操作。第一种情况下两次测量的电阻值都很小,就可以推测发射极和集电极均导通,从而得知三极管J1引脚为基极,类型为NPN型。交换表棒位置再测量两次,发现阻值都很大,就表明三极管并未损坏。故C错误。
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第2节 焊接技术
一 手工锡焊工具二 手工焊接操作三 焊接质量及缺陷教材研读突破 手工锡焊操作过程重难突破一、手工锡焊工具教材研读1.电烙铁
电烙铁是最常用的手工焊接工具之一,被广泛用于各种电子产品的生产 维修。
(1)电烙铁的种类:常见的电烙铁有内热式、外热式、恒温式、吸锡式等。
①内热式电烙铁内热式电烙铁主要由发热元件、烙铁头、连接杆以及手柄等组成,它具 有发热快、体积小、重量轻、效率高等特点,因而得到普遍应用。
②外热式电烙铁
外热式电烙铁由烙铁芯、烙铁头、手柄等组成。烙铁芯由电热丝绕在薄云母片和绝缘筒上制成。
③恒温电烙铁
恒温电烙铁是用电烙铁内部的磁控开关来控制烙铁的加热电路,使烙铁 头保持恒温。
④吸锡电烙铁
吸锡电烙铁是拆除焊件的专用工具,可将焊接点上的焊锡吸除,使元件 的引脚与焊盘分离。
(2)电烙铁的使用注意事项①旋转烙铁手柄盖时,不可使电线随着手柄盖扭转,以免造成电源线接 头部位短路。
②电烙铁在使用一段时间后,应当将烙铁头取出,除去外表氧化层,取烙 铁头时切勿用力扭动,以免损坏烙铁。
③电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接地。
④电烙铁使用中,不能用力敲击,防止跌落。烙铁头上焊锡过多时,可用 布擦掉,不可乱甩,以防烫伤他人。
⑤焊接过程中,烙铁不能到处乱放。不焊时,应放在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上,以防烫坏绝缘层而发生事故。
⑥使用结束后,应及时切断电源,拔下电源插头。冷却后,再将电烙铁收 回工具箱。2.焊料
焊料是指易熔金属及其合金,它能使元器件引线与印制电路板的连接点 连接在一起。在锡(Sn)中加入一定比例的铅(Pb)和少量其他金属可制 成熔点低、抗腐蚀性好、对元件和导线的附着力强、机械强度高、导 电性好、不易氧化、焊点光亮美观的焊料,故焊料常称作焊锡。? 3.焊剂:根据焊剂的作用不同可分为助焊剂和阻焊剂两大类。
(1)助焊剂
在锡铅焊接中助焊剂有助于清洁被焊面,防止焊接面氧化,增加焊料的 流动性,使焊点易于成型。常用助焊剂分为:无机助焊剂、有机助焊剂 和树脂助焊剂,常用的助焊剂是松香。(2)阻焊剂
阻焊剂是一种耐高温的涂料,可使焊接只在所需要焊接的焊点上进行, 而将不需要焊接的部分保护起来,以防止焊接过程中的桥连,减少返修,节约焊料,使焊接时印制板受到的热冲击小,板面不易起泡和分层。阻 焊剂的种类有热固化型阻焊剂、光敏阻焊剂及电子束辐射固化型阻焊 剂等,目前常用的是光敏阻焊剂。二、手工焊接操作
1.焊件可焊性:一般铜及其合金、金、银、锌、镍等具有较好的可焊 性;而铝、不锈钢、铸铁等可焊性很差,一般需采用特殊焊剂及方法才 能锡焊。2.焊点设计合理:焊点合理的几何形状,对保证锡焊的质量至关重要,如 图一(a)所示的接点由于铅锡焊料强度有限,很难保证焊点足够的强度, 而图一(b)的接头设计则有很大改善。图二表示印制板上通孔安装元件 引线与孔间的间隙大小对焊接质量的影响。
? 图一 锡焊接点设计 图二 焊盘孔与引线间隙影响焊接质量3.手工锡焊基本操作
(1)焊剂加热挥发出的化学物质对人体是有害的,如果操作时鼻子距离 烙铁头太近,则很容易将有害气体吸入。一般烙铁离开鼻子的距离应不 小于30 cm,通常以40 cm为宜。
(2)电烙铁拿法
①反握法:如图三(a)所示。反握法动作稳定,长时间操作不宜疲劳,适于 大功率烙铁的操作。
②正握法:如图三(b)所示。正握法适于中等功率烙铁或带弯头电烙铁的操作。
③握笔法:如图三(c)所示。一般在操作台上焊印制板等焊件时多采用 握笔法。
?
图三 电烙铁拿法(3)焊锡丝的拿法
如图四所示。经常使用烙铁进行锡焊的人,一般把成卷的焊锡丝拉直, 然后截成一尺长左右的一段。在连续进行焊接时,焊锡丝的拿法应用左 手的拇指、食指和小指夹住锡丝,用另外两个手指配合就能把焊锡丝连 续不断送往焊点。若不是连续焊接,焊锡丝的拿法也可采用其他形式。 图四 焊锡丝拿法4.手工锡焊注意事项
(1)在保证焊料润湿焊件的前提下,焊接时间越短越好;
(2)烙铁头温度比焊料熔化温度高50 ℃较为适宜;
(3)不要用烙铁头对焊点施力;
(4)焊料与焊剂量要合适;
(5)焊锡凝固前一定要保持焊件静止;
(6)保持烙铁头的清洁。三、焊接质量及缺陷
常见焊点缺陷及原因分析常见焊点缺陷及原因分析突破 手工锡焊燥作过程重难突破1.焊件表面处理
手工操作中常用机械刮磨和酒精、丙酮擦洗等简单易行的方法,去除焊 接面上的锈迹、油污、灰尘等影响焊接质量的杂质。如图是用小刀刮 去焊件表面的氧化层,使焊件表面露出金属光泽。
? 2.预焊:预焊就是将要锡焊的元器件引线或导电的焊接部位预先用焊锡 润湿,一般也称为镀锡、上锡和搪锡等。下图表示元器件引线预焊方 法。
? 3.焊件焊接
(1)加热焊件:将烙铁接触焊接点,注意首先要保证烙铁加热焊件各部分, 例如印制板上的引线和焊盘都要加热,其次要注意让烙铁头的扁平部分 (较大部分)接触热容量较大的焊件,烙铁头的侧面或边缘部分接触热容 量较小的焊件,以保持焊件均匀受热。
(2)熔化焊料:当焊件加热到能熔化焊料的温度后将焊丝置于焊点,焊料 开始熔化并润湿焊点。
(3)移开焊锡:当熔化一定量的焊锡后将焊锡丝移开。(4)烙铁撤离:烙铁处理要及时,而且撤离时的角度和方向对焊点的形成 有一定关系,通常移开烙铁的方向应该是大致45°的方向。撤烙铁时轻 轻旋转一下,可保持焊点有适当的焊料。4.五步操作法
手工焊接时,常采用五步操作法。单元小结
知识系统构建
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单元检测题组
时间:45分钟 分值:80分
一、选择题(每题2分,共4分)
1.某年春节报道,中国游客在日本电器店中,频频买断货的智能马桶盖,极有可能是中国制造的。这类智能马桶盖具有便座加热、温水洗净、暖风干燥、杀菌抗菌等多种功能。在寒冷的冬天,便座可以保持在26 ℃的温度,人们如厕坐上便座时,就加热保持38 ℃的便座温度。该便座加热控制系统属于什么控制,选择什么感应器件,较合理的是( )
A.开环控制,红外传感器
B.开环控制,重力感应器
C.闭环控制,红外传感器
D.闭环控制,重力感应器
答案 D 本题考查控制系统的类型和传感器的选择。该系统需要保持所控制的温度,因此宜采用闭环控制;需要感知人是否坐在马桶盖上,应采用重力传感器,因此D项正确。
2.音乐集成电路JN6201的内部有微处理器和多个多谐振荡器,通过一定的程序控制,可以产生不同的乐曲,能输出音乐的引脚是( )
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A.引脚9,引脚10 B.引脚10,引脚11
C.引脚11,引脚14 D.引脚9,引脚14
答案 C 本题考查集成元件的引脚分布。JN6201集成元件中,11、14脚输出音乐信号,10脚可接发光二极管,9脚可接继电器电路,因此C项正确。
二、非选择题(共76分)
3.(10分)如图是光电报警器,当有人进入报警区时,传感器光敏管V的光被遮挡,UA与非门的1脚电位升高,2脚为0,所以3脚的电位也升高。由于UA的输出3脚与UB与非门的输入5、6脚直接相连,即高电位,故UB的输出4脚为低电位。
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因为3脚电位高于4脚电位,所以电容通过电阻R1充电,使2脚的电位上升,3脚的电位下降,从而使4脚电位升高。周而复始形成振荡,产生的交变电流通过蜂鸣器Y发出报警的声音。
(1)用A、B表示4011中与非门的两个输入端(1、2脚),Y表示输出端(3脚),则输入、输出端之间的逻辑关系是 。?
(2)当传感器光敏管的光被人遮挡时,光敏管V的阻值 (在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
(3)如果将传感器光敏管V与R2对换后,当传感器光敏管的光被人遮挡时,此时蜂鸣器Y (在①发出报警声;②不发报警声中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
(4)该报警器通过蜂鸣器发出的报警声太小,需要设计一个信号放大器,将振荡器产生的交变电流放大,然后推动扬声器发出响亮的声音。请你根据上述要求,在虚线框中画全电路:
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答案 (1)Y=
AB
(2)① (3)② (4)见解析
解析 本题考查的是电子控制技术的设计能力。
(4)虚线框中的信号放大器可以将振荡器产生的交变电流放大,然后推动扬声器发出响亮的声音。
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当然也可以采用PNP型管,但接入电路的电源极性要相反。
4.(10分)如图a所示是烟雾报警实验电路原理图,虚线左边是烟雾信号采集电路,当有烟雾时,光电接收二极管V2才能接收到发光二极管V1被烟雾散射的光线,从截止变为导通。虚线右边是报警电路,其中SR4013是可编程语音芯片,触发信号经引脚TG输入并经过处理后,从引脚COUT输出报警信号,最终使蜂鸣器发出警报,其他三个引脚与信号无关。请完成以下任务:
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图a 烟雾报警实验电路原理图
/图b 多用电表示值 /图c 74LS32引脚图
(1)如图b所示的指针式多用电表显示了电阻器R1的阻值,已知测量时采用的电阻挡是R×100,则电阻器R1的阻值为 ;?
(2)当房间中有烟雾时,三极管VT1的基极电位 (在①升高;②降低;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(3)当烟雾报警器响起时,可编程语音芯片SR4013引脚TG得到的触发信号为 (在①高电平;②低电平中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)张雷完成实验后,决定将该电路应用于家里的5个房间。报警电路只装一个在客厅,每个房间装一个烟雾信号采集电路,再用一个四2输入或门集成电路74LS32(引脚见图c)将5个房间烟雾信号传送给报警电路,使任何一个房间出现烟雾就立刻报警。请你根据上述要求将虚线框中的未接好的电路引脚进行连接。
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答案 (1)2 kΩ~2.2 kΩ (2)① (3)① (4)见解析
解析 本题考查的是简单电子控制系统的设计与应用。
(1)2 kΩ~2.2 kΩ都正确。表头读数乘以电阻挡挡位倍数才是阻值的测量值。
(2)无烟雾时V2截止,VT1基极无电压;当有烟雾时,光电接收二极管V2导通,电阻R3获得的分压就是VT1的基极电压。
(3)当有烟雾时,光电接收二极管V2导通,VT1获得偏置电压,并使VT2导通,输出高电平,所以引脚TG接收的是高电平触发信号。
(4)如图所示
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其他合理答案也正确。
5.(10分)如图所示是插座过压、欠压保护电路原理图,CD4001是四2输入或非门。请完成以下任务:
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(1)图中K符号对应的元器件为 ;?
(2)集成电路CD4001中或非门的两个输入端5脚和6脚与输出端4脚的逻辑关系是 ;?
(3)图中二极管VD6的作用是 (在①保护;②交流电整流中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)小黄同学准备将该保护电路用于办公室的插座控制保护。由220 V交流电源供电,采用电磁继电器的触点作为保护开关,用三极管控制继电器触点的闭合与断开,发光二极管显示工作状态。请根据上述要求在虚线框中帮助小黄画全电路。
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答案 (1)电磁继电器
(2)有高出低,全低出高
(3)①
(4)如图所示
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6.(9分)下图所示电路是电热水器温度控制器电路。电路主要由热敏电阻Rt、比较器、驱动电路及加热器RL等组成。通过电路可自动控制加热器的开闭,使水温保持在90 ℃。热敏电阻在25 ℃时的阻值为100 kΩ,温度系数为1 K/℃。在比较器IC741的反向输入端(2脚)加有3.9 V的基准电压,在比较器的同向输入端(3脚)加有Rp和热敏电阻Rt的分压电压。当水温低于90 ℃时,比较器输出端(6脚)输出高电位,驱动VT1和VT2导通,使继电器K工作,K1吸合接通加热器电路;当水温高于90 ℃时,比较器输出端变为低电位,VT1和VT2截止,继电器K则断开加热器电路。
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(1)该电热水器温度控制器的控制方式是 (在①开环控制;②闭环控制中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)当水温变高时,热敏电阻Rt的阻值 (在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(3)若想把控制水温调整到85 ℃,则可以 Rp的阻值(在①增大;②减小中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)本电路也可改成制冷温度控制,通过改变比较器IC741的反向输入端(3脚)的基准电压来设定一个较低的温度(如1 ℃),继电器K断开或闭合的是制冷用压缩机的电路,当温度高于1 ℃时要求接通压缩机电路使之开始制冷,此时需要对虚线框部分加入一个逻辑门电路,请在下边线框内画出修改后的电路。
答案 (1)② (2)② (3)② (4)见解析
解析 本题考查的是简单电子控制系统的设计与应用。
(1)本控制系统通过热敏电阻反馈来减少被控温度的偏差,所以属于闭环控制系统。
(2)热敏电阻的阻值随着温度的升高而减小。
(3)控制水温从90 ℃降低到85 ℃,此时热敏电阻的阻值比原来90 ℃时的阻值增大,要使 IC741的同向输入端(3脚)能达到反向输入端(2脚)的基准电压,必须增大通过Rt的电流,所以需要减小Rp的电阻。
(4)如图所示
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只需要在IC741的输出端(6脚)加接一个非门就能实现相应的功能。
7.(9分)下图为冬季鱼缸恒温控制电路,当温度降到一定值时,恒温电路工作,使电热丝通电,对水缸进行加热;当温度升高到一定值时,自动切断电热丝电源,从而实现鱼缸恒温控制。
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(1)补全该电子控制系统的方框图。
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① ,② ,③ ,④ ,⑤ 。?
(2)RT为正温度系数热敏电阻,该电阻当温度升高时,电阻值将 ;(增大,减小)?
(3)继电器J线圈额定电压应选择 。(直流6V,直流12V)?
(4)当RP中心抽头向上调时,则鱼缸温度将 (升高,降低);?
(5)当继电器J吸合时,但电热丝不加热,则可能的故障是 。?
答案 (1)①预制控制温度 ②控制处理 ③继电器、电热丝等工作 ④被控对象 ⑤正温度系数热敏电阻RT
(2)增大 (3)直流6V (4)升高 (5)继电器常开触头接触不良
解析 本题考查电子控制系统的分析。正温度系数热敏电阻RT在该电路中作为检测装置,其阻值和温度成正比,继电器J作为执行器,接在6V直流电源两端,其额定电压应为6V。当RP中心抽头往上调时,三极管
V
T
1
的基极电位升高,将使继电器容易吸合,从而使鱼缸温度升高。当继电器吸合,但电热丝不工作时,最大的可能就是常开触点的问题。
8.(8分)陈晨同学通过电子控制系统设计和制作的学习,想利用音乐集成电路JN6201设计制作一个天亮提醒器,以便帮助提醒农场里做活的农民。电路原理图如下:
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(1)根据该电路原理图的设计,如果要调节光线的亮度来控制报警声,应该调节元器件 ;?
(2)该电子控制在电路接通电源不发出报警声时V2处于 状态,发出报警时V2处于 状态;?
(3)在使用了该报警器后,农民反映使用情况良好,希望陈晨改进下该电路,设计和制作一个能在下雨时报警提醒的音乐报警器。从电路原理分析来看,陈晨只需要把光敏电阻RG改换成 就可以。?
答案 (1)RW (2)截止 导通 (3)湿敏电阻或湿敏传感器
解析 本题考查开环电子控制系统的分析。该系统不发生报警时,JN6201的14脚为低电平,三极管V2截止;发生报警时,JN6201的14脚为高电平,三极管V2导通。调节RW,可使三极管V1基极电位发生改变。若希望该系统在下雨天报警,应将光敏电阻改为湿敏传感器或湿敏电阻。
9.(10分)如图所示是某一控制烧水声光报警的开环控制电路,图中温度传感器RT(浸在水中),选用当水温上升时电阻减小,反之电阻增大的热敏电阻。可调电阻器RP用来设置温控点,R1、R2、
V
T
1
、
V
D
2
组成控制电路,
V
D
1
为发光二极管完成光报警,非门G1、G2和R3、C1及扬声器元件组成(多谐振荡器)完成声报警电路。请分析该电路工作原理,完成下列各题,在“ ”处填写上相应内容。?
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(1)RT称为 温度系数热敏电阻(在①正;②负中选择一项,将序号填入);?
(2)电路图中三极管
V
T
1
型号是 (在①PNP,②NPN中选择一项,将序号填入);?
(3)当水温加热升高达到设定温控点时,三极管
V
T
1
处在 状态;(在①放大,②饱和导通,③截止中选择一项,将序号填入)。此时发光二极管
V
D
1
(在①亮,②不亮中选择一项,将序号填入),扬声器 (在①发出响声,②没有响声中选择一项,将序号填入)。?
答案 (1)② (2)① (3)② ① ①
解析 本题考查逻辑电路的分析。根据题意,该热敏电阻为负温度系数热敏电阻,三极管
V
T
1
为PNP型。当水温升高至设定温度时,三极管
V
T
1
导通,发光二极管
V
D
1
发光,扬声器发出响声。
10.(10分)如图所示是某一恒温(需加热)水箱闭环控制电路原理图,图中RT为热敏电阻,其功能是接收水温信息,安装时它是浸在水中,
V
T
1
、
V
T
2
和R是信号处理电路(控制器),J是继电器,它的开关是电热棒(浸在水中,图中没有画出)的电源开关,RP用来设定温控点。请分析该电路工作原理,完成下列各题,在“ ”处填写上相应内容。?
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(1)RT应选用 温度系数热敏电阻(在①正;②负中选择一项,将序号填入);?
(2)电路图中三极管
V
T
1
、
V
T
2
型号均是 (在①PNP,②NPN中选择一项,将序号填入);?
(3)当水温加热升高达到设定温控点时,三极管
V
T
1
、
V
T
2
处在 状态。(在①放大,②饱和导通,③截止中选择一项,将序号填入)。此时继电器J (在①接通,②断开中选择一项,将序号填入),电热棒电源控制开关自动 (在①开;②关中选择一项,将序号填入)。?
答案 (1)① (2)② (3)③ ② ②
解析 本题考查电子控制电路的分析。根据题意,三极管
V
T
1
、
V
T
2
均是NPN型。当水温加热升高达到设定温控点时,电热棒电源控制开关应断开,则继电器J处于断开状态,则两个三极管均处于截止状态,即三极管
V
T
1
的基极为低电平,因此此时热敏电阻阻值应远大于可调电阻RP,即该热敏电阻为正温度系数热敏电阻。
模拟演练
1.(2017浙江名校新高考联盟联考,13,2分)如图所示是小林在实验室里搭的电路图,以下有关电路分析不正确的是 ( )
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A.当光线变暗时,VL1灯亮,VL2灯灭
B.当光线由暗变亮后,VL1灯亮,VL2灯灭
C.不管光线亮还是灭,VL1、VL2始终不亮,可能是三极管V1虚焊
D.在光线亮的情况下,按下SB1,VL1灯灭,VL2灯亮
答案 C 本题考查电子控制电路的综合分析。C项中,若“三极管V1虚焊”,则R2与地等势,与非门触发器的输入为上“1”下“0”,输出为上“0”下“1”,因此VL1灯亮,VL2灯灭,C项符合题意。
2.(2017浙江衢丽湖舟联考,12,2分)如图所示为某简易高温报警装置的电路图。已知电压比较器IC的3脚电位大于2脚电位时,1脚输出高电平;反之,1脚输出低电平。以下对该电路的分析中不正确的是( )
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A.Rt是负温度系数的热敏电阻
B.将RP1调大,报警温度被调高
C.将RP2调小,报警温度被调低
D.温度升高,到达报警温度时,V1导通
答案 B 本题主要考查控制电路的分析。V2亮→三极管通→基极高电位→3脚电位高→Rt分压减小→Rt减小,由于是高温报警(亮灯),所以Rt为负温度系数的热敏电阻,A、D正确。B、C都是考查调试方案,关键抓住触发电压比较器输出高低电平的条件不会变。对于B,首先2脚电压是不变的,所以,无论RP1怎么调,3脚上的触发电平是不会变的,无非是RP1和Rt之间的分压重新调整而已。假设触发时3脚所接分压电路的分压比例为C,则有C=Rt(1)/RP1(1)=Rt(2)/RP1(2),由于调节前的电阻RP1(1)小于调节后的电阻RP1(2),要保持等式成立,则必须满足Rt(1)3.(2017浙江宁波模拟,13,2分)如图所示是土壤湿度检测器原理图,将湿度检测探头插入土壤中,若湿度上升,则探头两极电阻变小。关于该电路下列说法不正确的是( )
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A.如果土壤很干,探头两极电阻很大,则V1截止,LED1、LED2、LED3均处于熄灭状态
B.随着土壤湿度上升,LED1先点亮,而LED2、LED3仍然熄灭
C.当土壤湿度上升到一定值,LED1、LED2、LED3将都处于点亮状态
D.图中RP1主要起到调节LED发光亮度的作用
答案 D 本题考查电子控制电路的综合分析。RP1与探头串联分压,决定三极管V1的状态,调节RP1可以改变LED点亮时的湿度条件,因此D项符合题意。
4.(2017浙江温州十校联考,12,2分)如图所示是某种磁控声光报警的电路图,下列对该电路的分析中不正确的是( )
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A.该三极管的类型是PNP,起到开关作用
B.R1和R2的作用是不一样的
C.发光二极管和蜂鸣器是同时同步的
D.当检测到磁场时,灯会亮、蜂鸣器会响
答案 D 本题考查电子控制电路的分析。当系统检测到磁场时,干簧管闭合,V1基极为高电位,V1截止,灯不亮,蜂鸣器不响,因此D项符合题意。
5.(2017浙江温州十校联考,13,2分)小胡用三极管和负温度系数热敏电阻Rt等设计制作一个温度报警电路,实现当低温时发光二极管点亮。以下能满足他设计要求的电路是 ( )
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答案 B 本题考查电子控制电路的分析。三极管起开关作用时,负载应加载在集电极上,因此A、B项合理,C、D项不合理;低温时,Rt增大,B项中三极管VT的基极为高电位,VT导通,发光二极管发光,因此B项正确,A、C、D项错误。
6.[2017浙江名校新高考联盟联考,17(2)(4)(5),4分]如图所示是小李为某农场的湿度控制系统设计的电路图。当湿度高于上限或低于下限时都会发出声、光报警,电路中CB7555与R8、R9、C1构成一个振荡电路,在Z点为高电平时可以振荡驱动蜂鸣器发声。分析电路回答:
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(2)当湿度超过上限时 灯会发光(在①VL1;②VL2;③VD1;④VD2中选择合适的选项序号填在“ ”上);?
(4)电路在报警时声过于尖锐即周期太短,如果想调平缓一些,下列说法中正确的是 (在①增大C1;②减小C1;③增大C2;④减小C2中选择合适的选项序号填在“ ”处);?
(5)小李想把电路中的输出部分用直流电磁继电器来实现,请补全以下电路图。
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答案 (2)② (4)①
(5)如图所示
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解析 (2)本题考查电子控制电路的综合分析。当湿度超过上限时,湿敏电阻的阻值减小,三极管V1、V3的基极电路总电阻均减小,这有利于V3导通、V1截止,因此V4导通、V2截止,VL2亮、VL1灭,选择②项。VD1、VD2均为普通二极管,不能发光。
(4)本题考查振荡电路的周期调节。CB7555与R8、R9、C1构成一个振荡电路,其振荡周期由R8、R9和C1共同决定。增大C1可以增长振荡周期,因此选择①项。
(5)本题考查三极管电路的连接。三极管的类型是NPN型,因此其基极与3脚连接,发射极接地,集电极与VCC之间接继电器的控制电路的线圈。继电器的线圈应与二极管并联,并且二极管起到在断电时保护三极管的作用。根据图示,二极管上接线柱为负极,与接点1连接后再连接VCC,二极管下接线柱为正极,与接点2连接后再与三极管的集电极相连。继电器的工作电路由接点3、4、5组成一个转换开关,根据控制目标,通常选用常开开关,因此将电铃电路分别与接点3、5相连即可。
7.(2017浙江衢丽湖舟联考,17,6分)如图所示是小明设计的水箱水位报警电路,当水淹没a、b两个金属探头后,蜂鸣器发声报警。该电路的主控芯片采用JN6201音乐集成芯片,有关JN6201的部分资料如下:
①芯片电源电压为3V;②当I1、I2、I3和I4中任一端输入高电平,O1、O2都会输出音频信号,O3输出频率较低的周期性脉冲信号,O4输出低电平。③当I1、I2、I3和I4输入同时为低电平时,O1、O2、O3输出都是低电平,O4输出高电平。请完成以下任务:
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(1)小明想在原电路的基础上增加闪光报警,请你在虚线框内选择合适的端子连接发光二极管和电阻,当水淹没a、b两个金属探头后,发光二极管闪烁,否则发光二极管熄灭。要求发光二极管和电阻都接在三极管的集电极上;
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(2)小明想用JN6201设计一个如图所示水箱水位的控制系统,当水位低于低水位b时,水泵抽水,当水位到达高水位a时,水泵停止抽水。请你在图中虚线框内选择合适的端子连接;
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(3)小明对第(2)小题的水箱水位控制电路进行调试,将水位传感器放入无水的容器中,接通电源,听见继电器吸合的声音,但是水泵不抽水,最有可能的原因是 (在①V2装反了;②水位探头a、b与转换触点J-1的常开、常闭触点接反了;③转换触点J-2的常开、常闭触点接反了中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)小明想在第(2)小题的水箱水位控制电路的基础上增加手动加水功能,则如图所示手动开关可以 (在①并联在R1两端;②并联在继电器线圈两端;③并联在V1的集电极和发射极两端中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
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答案 (1)如图所示
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(2)如图所示
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(3)③ (4)③
解析 (1)本题考查简单电子控制电路的设计。首先,发光二极管和其限流电阻必须串联。其次,三极管处的控制点必须要接。然后分析,三极管截止时,其接点断路;导通时,其接点接地。于是可以得出方案,将三极管作为开关与发光二极管(带上电阻的整体)串联。所以,发光二极管的正极一端应接电源,负极一端接三极管上。
(2)本题考查简单电子控制电路的设计。首先观察到,当水位低于b时,无论J-1如何连接,1脚都通过电阻R1接地,为低电平。此时有9脚高电平→V1导通→线圈上电→触点状态切换→主电路连通抽水,可以看到触点状态切换后主电路才连通,由此可知J-2需接常开触点。现在来分析J-1的接法。抽水→水位上升到b,b为高电平(c通过水传来的),假设b此时能够通过J-1接通到1脚,则1脚高电平→9脚低电平→V1截止→线圈断电→触点状态恢复→J-2处断开→停止抽水。但题目要求水位到a 时才停止抽水,所以假设不成立。即水位上升到b时,b上的高电位不能够通过J-1传到1脚。再考虑到抽水进行时所有触点的状态均是切换过的,就推出b必须接J-1的常闭触点(线圈上电时常闭触点断开)。那么a就只接常开触点(线圈上电时常开触点闭合),只要水位达到a处,c的高电平传给a,a就再将高电位传给1脚,从而停止抽水,触点状态恢复,等待进行下一次的触发。
(3)本题考查电子控制系统的故障分析。继电器有吸合的声音,说明继电器正常工作,但主电路又不工作,说明触点没有接对。
(4)本题考查简单电子控制系统的设计。并联在R1两端,则无论开关与否,其1脚的电平状态还是受水位的控制,故①不行;并联在继电器两端,就算开关打开,也要再看三极管V1是否导通,故②也不可行。并联在V1集电极与发射极两端,则闭合时就可以直接让继电器线圈上电,从而进行抽水了,有效地绕开了三极管V1的开关作用。
8.(2016浙江杭州二中期末,13,10分)如图a所示为声光控开关实验电路原理图,电路中发光二极管V3在光线较强时才能发光。集成电路CC4011为四2输入与非门(引脚见图b),用于控制和输出逻辑电平。请完成以下任务:
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图a 声光控开关实验电路原理图
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图b CC4011引脚图
(1)结合声光控开关实验电路,在其中的集成电路CC4011中的1脚输入低电平,2脚输入高电平,则4脚输出 电平(在①高;②低中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)某一时刻,图a中的三极管V1处于截止状态,为了使其导通,请问电位器R3的触点应该向 (在①上;②下中选择一项,将序号填写在“ ”处)方滑动;?
(3)某一时刻,测得三极管V1各电极对地电位是:Vb=4.7 V,Vc=4.3 V,Ve=4 V,则该三极管的工作状态是 (在①截止状态;②饱和状态;③放大状态中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)图a中,5脚输入低电平,6脚输入高电平,请问此时发光二极管V3 (在①发光;②不发光中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(5)为了保证该电路中发光二极管V3在光线较强时才能发光,则应选用 (在①正;②负中选择一项,将序号填写在“ ”处)温度系数的光敏电阻。?
答案 (1)② (2)① (3)③ (4)① (5)①
解析 (1)1脚输入低电平,2脚输入高电平,则与非门输出端3脚输出高电平,于是5、6脚均为高电平,对应的与非门输出端4脚输出低电平。
(2)要使三极管V1由截止状态变为导通状态,需要提高三极管V1的基极电压,故需增大R3的阻值。
(3)三极管V1集电极反偏,发射极正偏,且b、e 极电压为0.7 V,所以三极管处于放大状态。
(4)5脚输入低电平,6脚输入高电平,则对应的与非门输出端4脚为高电平,V2导通,使得8、9脚输入高电平,10脚输出低电平,11脚输出高电平,V3导通发光。
(5)二极管V3发光,就要使10脚输出低电平,这需要4脚输出高电平,只有3脚输出低电平才能满足条件,此时1脚必须是高电平,也就是在高光状态下,R1阻值较大才行,所以选用正温度系数的光敏电阻。
9.(2016浙江温州模拟,17,6分)如图甲所示为水位提示电路原理图,其中发光二极管V1、V2为指示灯,A、B为水位探头,水箱中为盐水。集成电路CC4011引脚见图乙,用于控制和输出逻辑电平。
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图甲 水位提示电路原理图
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图乙 CC4011引脚图
请完成以下任务:
(1)集成电路CC4011的逻辑电路属于 (在①与门;②与非门;③或非门中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)图甲中,当水箱水位高于b点时,集成电路输入端1脚为 (在①高电平;②低电平中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(3)图甲中,当水箱水位高于b点时,指示灯V1、V2的工作状态为 (在①V1发光、V2不发光;②V1不发光、V2发光;③V1、V2都发光中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)若用直流电磁继电器和灯泡实现水位提示的功能,当水箱水位高于b点时,红灯亮,绿灯灭;低于b点时,绿灯亮,红灯灭。其中1、2、3处分别表示动触点、常闭触点、常开触点。请用导线连接以下元器件完成电路。
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答案 (1)② (2)② (3)① (4)见解析
解析 本题综合考查简单的闭环电子控制系统设计、安装与调试以及简单的组合逻辑电路的分析、制作和测试等。(1)从CC4011引脚图可以清楚看出,这是四2输入与非门集成电路。(2)当水箱水位高于b点时,集成电路输入端1脚为低电平,因为A直接与接地点导通了。(3)当水箱水位高于b点时,指示灯V1、V2的工作状态为V1发光、V2不发光,因为1、2脚为低电平,3脚为高电平,所以V2不亮,而5、6、3脚是连接在一起的,5、6脚就同样也是高电平,所以4脚是低电平,所以V1导通发光。(4)如图。
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10.(改编)图a所示是光控喇叭实验电路原理图,当光线充足时,喇叭发出声音。R1、R2、R3、V1组成光线信号采集与放大电路,集成电路JN6201为音乐集成电路(引脚见图b),用于实现逻辑控制和音乐的输出。请完成以下任务:
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图a 光控喇叭实验电路原理图
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图b JN6201引脚图
(1)当光线充足,喇叭发出声音时,三极管V1的工作状态为 (在①饱和;②放大;③截止中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)现在电路中接入一个发光二极管,当喇叭响起时,发光二极管点亮,喇叭不响时,发光二极管熄灭,以下接入位置中最合理的是 (在①R1与R2之间;②V1的发射极;③V2的基极中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(3)发光二极管的电路符号是 ;?
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(4)小明同学要将该实验电路改装为楼道灯控制系统,当天暗时,楼道灯自动打开,天亮时自动关闭。楼道灯由220 V交流电源供电,采用直流电磁继电器的触点作为楼道灯的开关,用三极管控制继电器触点的闭合与断开。已知JN6201在2脚输入高电平时,9脚才输出高电平。请你根据上述条件和要求在虚线框中帮助小明画全电路。
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答案 (1)③ (2)① (3)B (4)见解析
解析 本题考查的是简单电子控制系统的设计与应用。
(1)本题考查的是三极管的工作状态,根据电子线路图,喇叭发出声音,V2导通,14脚高电位,1脚也应是高电位,而且光线充足,所以V1应该截止。所以选择③。
(4)如图所示
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真题再现
1.(2018浙江11月选考,13,2分)如图所示是小明设计的电路,当温度低于设定值时V4发光。已知三极管工作在开关状态,Rt为热敏电阻。下列分析中不正确的是( )
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A.Rt应选用负温度系数的热敏电阻
B.S闭合时,V3导通后,V2导通
C.闭合S后,温度下降到设定值以下时V4发光,然后温度升高到设定值以上时V4熄灭
D.S断开,当V1截止时,V3截止
答案 C 本题考查电子控制系统的综合分析。要使温度低于设定值时V4发光,则V1、V3均应导通,则V1的基极为低电平,因此Rt为负温度系数热敏电阻;当温度高于设定值时,V1、V3均截止,V4不发光;S闭合后,V3导通时,V3的集电极为低电平,则V2导通,V4发光。V2的导通使V3的基极始终为高电平,从而在温度高于设定值后能够继续让V4发光,因此C项符合题意。
2.(2017浙江11月选考,12,2分)如图所示的光控电路,当光线暗到一定程度时,继电器J吸合,V1亮。555集成电路6脚电位升至电源电压的三分之二时,3脚输出低电平;2脚电位降至电源电压的三分之一时,3脚输出高电平。调试中发现V1始终不亮,下列故障原因分析中合理的是( )
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A.Rp虚焊
B.Rg与Rp位置接反了
C.R1阻值偏小
D.继电器J额定电压偏大
答案 A 本题考查电子控制电路的分析。当Rp虚焊时,555集成电路的2、6脚均输入高电平,3脚输出低电平,则V1始终不亮,因此A项正确。
3.(2018浙江11月选考,17(2)(3)(4),5分)小明在科技实践活动中,设计了如图所示的电路,用数字信号控制小电机正反转和停止。规定电流流向为X→Y时电机M正转,电流流向为Y→X时电机M反转。请你完成下列各题。
2脚
6脚
3脚
<
1
3
Vcc
<
2
3
Vcc
高电平
>
1
3
Vcc
>
2
3
Vcc
低电平
>
1
3
Vcc
<
2
3
Vcc
保持
<
1
3
Vcc
>
2
3
Vcc
不使用
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(2)现在准备用LED表示电机运转的状态,正转时绿色LED发光,反转时红色LED发光,停止时两个LED都不发光,以下LED连接正确的是 (在下列选项中选择合适的选项,将序号填入“ ”处);?
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(3)小明尝试用三极管驱动继电器,用继电器来控制电机。要求按原有的逻辑关系控制电机的正反转及停止,请你在虚线框中画出三极管、继电器、二极管,并采用共发射极接法正确地连接电路;
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(4)小明根据下面的芯片引脚图和题(3)的电路图,对芯片部分引脚进行了连接(如下图所示),请你完成其余引脚的连接。
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答案 (2)A
(3)如图所示
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(4)如图所示
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解析 (2)本题考查指示电路的设计。电机正转时X=1、Y=0,电机反转时X=0、Y=1,停止时X=Y=1。A项中,正转时绿灯亮、红灯不亮,反转时红灯亮、绿灯不亮,停止时两灯都不亮;B项中,正转时绿灯亮、红灯不亮,反转时红灯亮、绿灯不亮,停止时绿灯亮、红灯不亮;C项中,正转时红灯亮、绿灯不亮,反转时绿灯亮、红灯不亮,停止时两灯都亮;D项中,正转时两灯都亮,反转时两灯都不亮,停止时红灯亮、绿灯不亮。
(3)本题考查三极管电路的设计。易知电机正转时两输入端为上0下1,此时常开开关J-1应断开,J-2应闭合;反转时为上1下0,此时J-1应闭合,J-2应断开;停止时上下均为0,此时J-1、J-2均应断开。因此,1为触发信号,应选用NPN型三极管,上端控制继电器J1,下端控制继电器J2。
(4)本题考查集成芯片电路的连线。首先应将芯片上排左侧第1个引脚(即14脚)接电源正极,下排右侧第1个引脚(即7脚)接电源负极。分析已连接的电路可知,两个当作非门使用的或非门没有完成连接,因此将下排左侧第1个引脚(即1脚)与第2个引脚(即2脚)相连,上排右侧第1个引脚(即8脚)与第2个引脚(即9脚)相连。
4.(2017浙江11月选考,17(2)(3)(4)(5),5分)小明设计了如图所示的温变报警电路。当检测到的温度高于设定值后,V3随温度升高逐渐变亮,如果温度继续上升到一定值后,V4、V5开始变亮,最后蜂鸣器HA发出报警声。根据电路图和功能要求完成下列任务:
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(2)从V3变亮到V4、V5变亮的过程中,V1集电极c和发射极e之间的电压 (在A.降低;B.升高;C.保持不变中选择合适的选项,将序号填入“ ”处);?
(3)小明搭建了测试电路,测试中,先固定Rp1,然后改变温度,发现发光二极管V3、V4、V5温度高时不亮,温度低时反而亮。造成该现象不可能的原因是 (在A.V1误用了PNP型;B.Rt与Rp1位置接反了;C.Rpl阻值偏小中选择合适的选项,将序号填入“ ”处);?
(4)小明在调试电路时,不小心损坏了三极管V1,准备用电压比较器代替三极管V1来实现温度过高报警,请你帮助小明在电路图虚线框中将比较器连接好;
比较器的特性
输入
输出V0
V+>V-
高电平
V+低电平
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(5)修改后的电路相比原电路 (在A.功能完全一样;B.V3、V4、V5同时亮灭;C.Rp1和Rp2能分别设定报警温度的上限和下限中选择合适的选项,将序号填入“ ”处)。?
答案 (2)A (3)C (4)如图所示 (5)B
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解析 (2)本题考查电子控制电路的分析。从V3变亮到V4、V5变亮的过程中,V2的集电极电流增大,其基极电流也增大,因此V1的集电极电位降低;同时V1的集电极电流由于汇入的V2基极电流增大而增大,因此V1的发射极电流也增大,发射极电位相应升高。因此V1的集电极与发射极之间的电压降低。
(3)本题考查电子控制电路的故障分析。若Rp1阻值偏小,则发光二极管V3、V4、V5将在温度更高时才会点亮,因此C项符合题意。
(4)本题考查电子控制电路的设计。比较器的输出端与R4左端相连。随着温度升高Rp1两端的电压升高而Rp2两端的电压不变,此时V2需导通,即比较器应输出低电平,因此V-输入端与Rt所在支路相连,具体见答案。
(5)本题考查电子控制电路的分析。比较器相当于开关,使V2只有导通或截止两种状态,因此三个发光二极管将同时亮灭。
5.(2017浙江4月选考,17(2)(3)(4),5分)在电子控制技术实践课上,小明准备设计一个遮光、通风控制系统,选择光敏电阻和正温度系数的热敏电阻作为传感器。请完成以下各题:
(2)小明提出的控制要求和设计的控制电路如图所示,其中X点输入光照强度信号,Y点输入温度信号。根据控制要求分析电路,J1、J2的作用是 (从A.J1用作遮光控制、J2用作通用控制;B.J1用作通用控制、J2用作遮光控制中选择合适的选项,将序号填入“ ”处);?
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控制要求
输入
输出
光照
温度
遮光继电器
通风继电器
弱
≤26℃
释放
释放
强
≤26℃
释放
释放
弱
>26℃
释放
吸合
强
>26℃
吸合
吸合
(3)小明在测试电路时,发现R3和R4的阻值不符合电路要求,导致J1和J2始终都不能吸合,合理的调整措施是 、 (在A.增大R3;B.减小R3;C.增大R4;D.减小R4中选择合适的选项,将序号填入“ ”处);?
(4)请你根据控制要求,在虚线框内将传感器和电阻正确地连接到电路中。
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答案 (2)A (3)B D
(4)如图所示
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解析 (2)本题考查电子控制电路的综合分析。根据表格,该系统的控制要求为:当温度>26℃时,无论光照强弱,通风继电器均吸合工作;当温度>26℃且光照较强时,遮光继电器才吸合工作。根据电路图可知,X点光照强度信号和Y点温度信号经与门运算后决定V1、J1的状态,Y点温度信号经与非门运算后决定V2、J2的状态。前后比较可知,J1为遮光继电器,J2为通风继电器,选择A项。
(3)本题考查控制电路的调试。J1和J2始终都不能吸合说明V1和V2导通后集电极电流过小,因此两者的基极电流均应调高,即减小R3、R4,选择B、D项。
(4)本题考查输入端电路的设计。按照控制要求,光照强时,Rg较小,X点需为高电平,因此Rg与VCC相连,R1与地相连,中间与X点相连;Rt为正温度系数热敏电阻,温度>26℃时Rt较大,Y点需为高电平,因此R2与VCC相连,Rt与地相连,中间与Y点相连。
6.(2016浙江10月选考,17,6分)如图所示是小明设计的水位控制系统,当水位低于b点时水泵M抽水,水位达到a点时停止抽水。555集成电路6脚电位升至2/3VCC时3脚输出低电平,2脚电位低至1/3VCC时3脚输出高电平。请完成以下任务:
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(1)555集成电路管脚识别正确的是 ; (在下列选项中选择正确的选项,将序号填写在“ ”处)?
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(2)测试电路时发现,当555集成电路的 3脚输出高电平时,继电器J不工作,合理的调节措施是 (在①减小R1和R2的阻值;②减小R3的阻值;③减小R4的阻值;④减小R5的阻值中选择合适的选项,将序号填写在“ ”处);?
(3)小明设计的控制电路中忘记设置水泵工作状态指示灯,请你在虚线框内选择合适的端子连接发光二极管V3和电阻R6,使得水泵M抽水时V3发光,不抽水时V3不发光;
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(4)系统工作一段时间后,三极管V1损坏,小明准备用手头仅有的PNP型三极管替代原来的三极管,请你在虚线框内选择合适的端子重新连接电路。要求保持系统原有的功能,继电器线圈接在集电极上。
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答案 (1)②
(2)④
(3)如图所示
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(4)如图所示
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解析 (1)本题考查集成电路板引脚的识别。该电路板为双排引脚,以标记点为1号脚,逆时针旋转,依次为2号、3号……直至最后一个引脚。
(2)本题考查电子控制电路的分析。继电器J不工作说明三极管V1未导通,因此应减小电阻R5,降低其电压,从而提高三极管V1基极电位,使其导通。
(3)本题考查简单电子控制电路的设计。根据设计要求,555芯片的输出端3输出高电位时,二极管V3应发光,电阻R6起限流保护作用,具体见答案。
(4)本题考查三极管的类型及电子控制系统的设计。PNP型三极管作为开关元件时,基极为高电位时截止,此时继电器J不吸合,因此输出部分的初始状态应导通。具体见答案。
7.(2016浙江4月选考,17,6分)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:
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(1)当温度升高时,Rt的电阻值将 (在①增大;②减小中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)当温度达到或超过40℃时,要求发光二极管V1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V1和R4;
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(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;
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(4)在测试中发现温度超过40℃时还没有报警,现要对电路重新调试,调试步骤如下:
A.将 放入盛有冷水的烧杯,插入温度计,加入热水使水温等于40℃(在①IC;②R2;③Rt中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
B. ,直至报警装置发出声、光报警信号为止(在①减小R3;②增大R3;③减小Rt;④增大Rt中选择一项,将序号填写在“ ”处)。?
答案 (1)② (2)图略(V1接c,R4接b) (3)见解析 (4)A.③ B.①
解析 (1)Rt为负温度系数热敏电阻,其阻值与温度是反向变化。
(2)a点始终是高电平,c点始终是低电平,b点当温度超过40 ℃后,会由低电平变为高电平。
(3)如图。当R5高电平输出时,由于电压不足,无法带动蜂鸣器工作,但已有信号传过来,所以我们可以把这个信号当作三极管的输入控制,借助放大电路,以低控高,驱动蜂鸣器工作。
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(4)A.Rt是用于检测温度的热敏电阻。
B.超过40 ℃没报警,说明V_太大了,为了降低V_,需要减小R3。
8.(2015浙江10月选考,17,6分)如图a所示是声光控开关实验电路原理图,电路中发光二极管V3在光线较弱且有声音时才能发光。MIC(传声器)、C1、V1、R2、R3、R4组成声音信号采集与放大电路,R1、R5组成光线信号的采集电路,V2、R6、C2组成灯光延时电路。集成电路CC4011为四2输入与非门(引脚见图b),用于控制和输出逻辑电平。请完成以下任务:
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图a 声光控开关实验电路原理图
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图b CC4011引脚图
(1)集成电路CC4011中与非门的2个输入端A(1脚)和B(2脚)与输出端Y(3脚)的逻辑关系是 ;?
(2)当光线由强变弱时,光敏电阻R1的阻值 (在①增大;②减小;③不变中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(3)图a中,当CC4011的4脚输出高电平时,二极管V2导通,由于V2导通时电阻值较小,电容C2很快被充电到高电平,此时发光二极管V3 (在①发光;②不发光中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(4)小亮同学完成实验后,准备将该实验电路应用于楼道灯的控制。楼道灯由220 V交流电源供电,采用直流电磁继电器的触点作为楼道灯的开关,用三极管控制继电器触点的闭合与断开。请你根据上述要求在虚线框中帮助小亮画全电路。
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答案 (1)Y=
AB
(或全高出低,有低出高) (2)① (3)①
(4)见解析
解析 (1)本题考查的是基本逻辑门电路的逻辑关系,与非门的逻辑关系是全高出低,有低出高。
(2)本题考查的是传感器,光敏电阻具有在光照条件下其阻值迅速减小的特性。所以当光线由强变弱时,光敏电阻R1的阻值增大,所以选①。
(3)本题考查的是电路分析——与非门电路、二极管特性等。当与非门的4脚输出高电平时,V2 导通,C2 很快被充电到高电平,此时8和9脚输入高电平,10脚输出低电平,即12和13脚输入低电平,11脚输出高电平,发光二极管V3 导通发光,所以选①。
(4)本题考查的是继电器的使用。如图。
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9.(2015浙江9月学考,17,6分)如图所示是水箱水位闭环控制系统电路图。a、b、c三个水位探头(用粗铜电线制作)放置在水箱的不同位置。工作时合上水泵电源开关,当水位下降至b点以下时,水泵向水箱注水,当水位升至a点时,水泵即停止注水。请完成以下各题:
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(1)当水位从a下降到b的过程中,三极管V1处于 状态(在①放大;②饱和;③截止中选择一项,将序号填写在“ ”处);?
(2)为了显示水泵的工作状态,拟用发光二极管(红色)显示水泵正在给水箱注水,用发光二极管(绿色)显示水泵停止注水。现有1.5 V的发光二极管2个(红色和绿色各1个),限流电阻1个。请用以上元件在虚线框中补全该电路图;
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(3)为了防止控制电路出现故障时水溢出水箱,在水箱上端d处设置一个探头(用粗铜电线制作),当水位升高至d处时,蜂鸣器能自动报警,以提醒工作人员断开水泵电源开关。现有5 V电源1个,蜂鸣器1个,可调电阻1个,四2输入与非门1个(用其中的1个与非门即可,引出脚为1—3脚),导线若干。请用导线连接以下元器件中未连接的部分,组成报警电路。
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答案 (1)② (2)(3)见解析
解析 本题考查简单电子控制系统的设计。
(1)当水位处于探头a与b之间时,探头b与c同时在水中,水导电可以使3V电源为三极管V1的发射极提供正偏电压使其导通。导通分两种,放大与饱和。这里没有信号的放大需求,只是开关量的变化,所以肯定处于饱和状态。
(2)参考方案如下图所示。
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(3)目的很明确,让探头b与d通过水导电连接后,蜂鸣器响起。若把蜂鸣器直接接两个探头上,由于水的电阻大,可能会导致驱动电流不够,所以最好使用有稳定输出能力的CT74LS00。参考方案如下图所示。
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课件23张PPT。
第1节 电子控制系统的概述、设计及其应用
一 电子控制系统二 555集成电路三 闭环电子控制系统举例分析教材研读突破 电子控制系统重难突破一、电子控制系统教材研读1.电子控制技术
(1)含义:运用电子电路实现控制功能的技术。
(2)应用:不仅在生活中为我们所用,而且广泛应用于工业、农业、医 疗、军事航天等各领域。2.电子控制系统
(1)含义:以电子技术为核心的控制系统。
(2)基本元器件:电阻、电感、电容、二极管、三极管和集成电路等。
(3)分类:开环电子控制系统、闭环电子控制系统
(4)组成:输入、控制(处理)和输出三部分。
(5)工作过程:3.开环电子控制系统
(1)含义:电子控制系统的输出结果对系统的控制没有影响,即被控量的 变化不会引起控制量的改变,没有反馈,这种电子控制系统叫做开环电 子控制系统。
(2)组成方框图
? 4.闭环电子控制系统
(1)能对输出结果进行检测,并将检测信号反馈到控制处理部分,从而对 系统的控制产生影响,这种电子控制系统叫做闭环电子控制系统。
(2)组成方框图
?二、555集成电路
1.实物、电路符号与内部结构
?? 2.引脚功能
1脚:接GND,8脚:接VCC 三、闭环电子控制系统举例分析1.JN6201温度电子控制系统
该电路能够实现温度低于下限值时,电热丝加热;温度高于上限值时,电 热丝停止加热的功能。具体电路如下:该电路的工作过程可分为四个阶段,具体分析如下:
(1)温度低于下限值时。电路各部分状态如图所示:
当t?(2)温度升高至高于下限值且低于上限值时。电路各部分状态如图所示:
当t升高(T下限t继续升高,当t>T上限时(4)温度下降至高于下限值且低于上限值时。电路各部分状态如图所示:
当t下降(T下限? 2.由分立元件组成的水位电子控制系统
该电路能够实现水位低于b点时,启动电机注水;水位达到a点时,停止注水。具体电路如下:
?该电路的工作过程可分为四个阶段,具体分析如下:
(1)水位低于b点时。电路各部分状态如图所示:(2)水位上升至高于b点且低于a点时。电路各部分状态如图所示:(3)水位达到a点时。电路各部分状态如图所示:? (4)水位下降到高于b点且低于a点时。电路各部分状态如图所示:突破 电子控制系统重难突破1.电子控制系统各组成部分的功能及常用器件2.开环电子控制系统与闭环电子控制系统的区别
