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通用技术来源：2025学年第二学期天域全国名校协作体高三4月联考

第 30 题

答案与解析

电路工作原理

该电路按下SW时启动，松开SW后由C1维持一段时间，再使电机停止。比较器正脚的参考电位由R2、R3分压得到：

U_+=\frac{R_3}{R_2+R_3}V_{CC}

松开SW且延时已结束时，负脚经R1接近电源电位，故U_->U_+，比较器输出低电平，VT截止、继电器释放。

按下SW，负脚接地，比较器输出高电平，经VD1向C1正极充电，充电电流经C1负极返回地；P点电位升高，并经R5向VT提供基极电流，继电器吸合，电机转动。

松开SW，负脚重新被R1拉高，比较器输出低电平，VD1反向截止，阻止C1向比较器输出端放电。C1正极一方面经R4向地放电，另一方面经R5、VT的基极—发射极向地放电，两条路径都回到C1负极。后一路暂时维持VT导通；随着P点电位下降，基极电流减小，继电器最终释放，电机停止。

解析配图
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第(1)小题

参考答案

A

选项分析

A

可能。VD1断路后，比较器即使输出高电平，也不能经VD1给C1充电或向VT提供基极电流，继电器不能吸合。

B

不是所述故障的原因。C1虚焊若导致电容断开，按下SW时比较器仍可经VD1、R5驱动VT，电机仍能转动，但松开后的延时功能会失效。

C

不是所述故障的原因。R2短路使正脚接近电源电位；按下SW时负脚接地，比较器仍输出高电平。

D

不是所述故障的原因。按本题常见的集电极—发射极击穿短路理解，继电器线圈会持续通电，表现为电机不能正常停止，而不是始终无法转动。

第(2)小题

参考答案

BD

选项分析

A

不合理。R1用于把松开SW时的负脚拉至高电平，不在C1的放电支路中，调大R1不能增加该延时。

B

合理。在C1已充至相同电压的条件下，增大电容量可储存更多电荷，放电至继电器释放所需的时间更长。

C

不合理。调小R3会降低正脚参考电位，但正常按下SW时比较器仍输出高电平。它不改变C1的电容量和放电支路，不能据此延长削笔时间。

D

合理。R4是C1的放电支路之一，增大R4可减小该支路放电电流，使P点电位下降更慢，延长继电器保持吸合的时间。

第(3)小题

参考答案

见下图。

解析配图
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要使电路仅在“铅笔已插入”和“SW已按下”同时成立时启动，需要把感应模块输出与比较器输出组成与逻辑。

两只新增二极管的阴极分别接感应模块输出和比较器输出，阳极并接，并接到上拉电阻下端及VD1阳极。任一输入为低电平时，对应二极管导通，将公共输出钳位为低电平；仅当两个输入均为高电平时，公共输出才被上拉，经过VD1给C1充电并驱动VT。图中红色为新增部分。

该接法限制启动条件，保留原有电容延时；已经启动后，即使感应信号变低，C1仍会按原支路放电，不是拔笔立即停机。

第(4)小题

参考答案

见下图。

解析配图
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按短按SW启动、定时结束后停机的要求，可把555接成单稳态电路。2脚需要接收按键产生的低电平触发，因此接R1与SW的连接点；6脚需检测定时电容电压，7脚需在一次工作结束后释放电容电荷，故6、7脚并接C1正极。R4另一端接电源正极，为C1提供充电通路，C1负极接地。4、8脚接电源和1脚接地的原有连线保持不变。

初始时3脚为低电平，7脚使C1保持低电压，VT截止、继电器释放。短按SW使2脚电位低于\frac{1}{3}V_{CC}，在4脚为高电平时，3脚转为高电平，VT导通、继电器吸合，电机转动；同时7脚停止放电，电源经R4向C1充电。松开SW后2脚恢复高电平，3脚保持高电平，6脚电位随C1充电逐渐升高。

当6脚电位达到\frac{2}{3}V_{CC}时，3脚转为低电平，VT截止、继电器释放，电机停止；C1再经7脚向地放电，为下一次触发作准备。按短脉冲触发，定时时间约为t=1.1R_4C_1。

此接法从触发时开始充电计时；原比较器电路在松开SW后进入放电延时，两者的计时起点不同。图中触发线与接地线的跨线桥表示两线不相连。