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通用技术来源:2025学年第二学期北斗星盟高三适应性联考

第 30 题

答案与解析

电路工作原理

VT1为PNP型三极管。比较器输出低电平时,VT1导通,继电器吸合,常闭触点J-1断开,风扇停止,常开触点J-2闭合;输出高电平时,VT1截止,继电器释放,J-1闭合使风扇运转,J-2断开。

要使升温至40℃时风扇启动,比较器输出须由低变高,因此负脚电位须随温度升高而降低。由U_-=9\,\mathrm{V}\cdot R_1/(R_t+R_1)可知,Rt应为正温度系数热敏电阻。

风扇停止时,J-2闭合,比较器低电平经R4拉低正脚电位,相当于R4与R3并联后参与分压。升温到40℃,负脚电位降至该较低的参考电位,比较器变为高电平,风扇启动;同时J-2断开,正脚电位升高。随后降温,负脚电位逐渐升高,但在30℃~40℃区间内尚未超过升高后的参考电位,风扇继续运转。

降温到30℃,负脚电位达到较高的参考电位,比较器变为低电平,继电器吸合,风扇停止;同时J-2闭合,正脚电位降低。此后温度在区间内回升,负脚电位仍高于较低的参考电位,风扇保持停止,直到再次升温到40℃。

第(1)小题

参考答案

B

选项分析

A

错误。继电器线圈位于9 V控制电路中,36 V为风扇电路的电源电压。

B

正确。线圈需要2只引脚,J-1和J-2两组独立触点各至少需要2只引脚,共至少6只。

C

错误。图示继电器未吸合时J-1闭合,属于常闭触点。

D

错误。继电器吸合时J-1断开,风扇停止;继电器释放时J-1闭合,风扇运转。

第(2)小题

参考答案
  1. A

  2. B

降温至下限前,继电器处于释放状态,J-2断开,下限由Rt、R1、R2、R3决定;升温至上限前,继电器吸合,J-2闭合,R4参与分压,因此R4只影响上限。

忽略比较器低电平电压,在翻转点由两输入端电位相等可得:

R_t(T_{下})=\frac{R_1R_2}{R_3},\qquad R_t(T_{上})=\frac{R_1R_2}{R_3\parallel R_4}.

Rt随温度升高而增大。因此,调小R1或R2会使上下限温度都降低;调小R4使并联电阻减小,只使上限温度升高。

选项分析

A

可行。先调小R1,使下限降到28℃,此时上限也降低;再调小R4,将上限恢复到40℃。

B

可行。先调小R2,使下限降到28℃,再调小R4,将同时降低的上限恢复到40℃。

C

不可行。调小R4使上限升高,再调大R2会使上下限都升高,下限无法降到28℃。

D

不可行。调小R2和调小R1都会降低上下限,无法在降低下限的同时保持上限40℃不变。

第(3)小题

参考答案

见下图。

解析配图
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要代替J-2,二极管须在比较器输出低电平时导通、输出高电平时截止。输出为低电平时,R4一侧电位高于输出端,应使电流经R4、二极管流向比较器输出端,因此二极管正极接R4右端,负极接输出端。输出为高电平时,负极电位高于正极,二极管反向截止,R4支路断开。补充连线见图中红线。

这里忽略二极管正向导通压降,按理想二极管近似分析其替代作用;实际压降会使控制阈值产生偏移。

第(4)小题

参考答案

见下图。

解析配图
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风扇运转对应比较器输出高电平,因此闪烁电路应由该输出供电;风扇停止时输出为低电平,闪烁电路也应停止。题图已将555的4、8脚接至比较器输出端,还需把1脚接地,并使R6上端接同一输出端。

要使发光二极管反复亮灭,需让C交替充放电,并由2、6脚检测C上端电位。因此C下端接地,C上端与2、6脚相连;充电通路从比较器输出端经R6、R7到C上端,故R6下端接R7上端,R7下端接C上端。放电时须经R7和7脚内部放电管到地,故R6、R7的连接处再接7脚。补充连线见图中红线。

风扇运转时,4脚为高电平,C经R6、R7充电;6脚电位升至供电电压的2/3时,3脚变为低电平,发光二极管熄灭,7脚开始放电。C经R7和7脚内部放电管向地放电,2脚电位降至供电电压的1/3时,3脚变为高电平,发光二极管发光,7脚停止放电,C重新充电。如此反复形成闪烁。风扇停止时,4、8脚均为低电平,振荡停止,发光二极管不发光。