第15课 竞赛模拟试题分析

第15课竞赛模拟试题分析

试题一：下图中，开关合上后，发光二极管并不发光，错在哪里？请你纠正。

图2—1—63

分析 发光二极管是有极性的，它具有单向导电性，只有当一定量的电流从它的正极端流进负极端流出时才可能导通而发光。

1、错误一：发光二极管的极性接反了。

2、错误二：100k电阻选错了，即使发光二极管的极性接对了，但因通过的电流太小而不能点亮发光二极管，应改用100Ω的保护电阻。 参考答案：

图2—1—64

试题二：如下图2—1—65所示，用2.5V灯泡、发光二极管和100Ω电阻串联，发光二极管会亮吗？为什么？灯泡会亮吗？为什么？

图2—1—65

知识点

关于小灯泡，应了解以下几点：

1、小灯泡的额定电压：我们常用的2.5V灯泡的额定电压是2.5V，即它在正常工作时的电压，只有在额定电压条件下工作，才会正常发光。正常发光时的电流约为200—250mA，6V灯泡正常发光时的电流约为300mA左右。

2、用欧姆定律很容易估算出2.5V灯泡正常发光时的电阻约10?左右，6V灯泡正常发光时的电阻约20?左右。而它们的冷电阻更小，约分别是2?、4?左右。 分析 该电路最大电流约3000 mV／110Ω = 27 mA，仍能点亮发光二极管。实际上，考虑到发光二极管的阻碍作用及电源输出电压低于3V等因素，发光二极管的实际工作电流比27 mA小得多，这个电流同样也通过2.5V灯泡，但不能使灯泡白炽而发光。

我们可以采取分段设计的办法来解决。

1、要想让2.5V灯泡点亮，只要按下图2—1—66设计即可。 2、要想让发光二极管点亮，只要按下图2—1—67设计即可。

3、只要把图2—1—66的A、B段电路移到图2—1—67的A、B两点间，合并成一个电路，则合上开关时，发光二极管和灯泡都会亮，如图2—1—68。

图2—1—66图2—1—67 图2—1—68

试题三：图2—1—69是一个由灯泡，干簧管和电扇组成的磁控变速电扇电路，请你在虚线框内填补上合理的元器件。完成电路实验，显示电路功能。

图2—1—69

分析 1、根据题意，这两个虚线框内应分别是灯泡和电扇。

2、因为它是一个磁控变速电扇，左边虚线框内的元件，在磁铁靠近干簧管

时被短路，不可能是电扇，只能是灯泡。而且根据电源情况可以判定是2.5V的灯泡。

3、右上方的虚线框内一定是电扇了。图图2—1—70为参考答案。

图2—1—70

试题四：给你6V电源、红、绿发光二极管、470μF电容器各一个，100Ω电阻、电键各两个，导线若干，请你设计一个能演示电容器充、放电功能的电路。完成电路实验，显示电路功能。 分析 1、先解决电容器充电的电路，红色发光二极管作充电指示，串联100Ω电阻保护，用一个电键串联控制，如图2—1—71所示。

2、再解决电容器放电的电路，这时充满电的电容器就像一个电源，通过绿色发光二极管作放电指示，串联100Ω电阻保护，用另一个电键串联控制，如图2—1—72 所示。

图2—1—71 图2—1—72

3、最后只要图2—1—71和图2—1—72合并成一个完整的演示电容器充、放电功能的电路。如图2—1—73所示。

图2—1—73

拓展 若上题中，只给你一个100Ω电阻，其他器材不变，又该如何设计？ 试题五：给你3V电源、PNP型三极管、2.5V灯泡、100Ω电阻、开关、电键各一个，导线若干，请你设计一个控制灯泡点亮与熄灭的非门电路。完成电路实验，显示电路功能。 分析 1、必须先搞清楚本题中非门电路的含义：电路合上开关时，PNP型三极管是导通的，灯泡是亮的；当按下电键时，应使PNP型三极管失去基极电流而截止，灯泡熄灭。

2、明确PNP型三极管基极电流的方向：电源正极?集电极?基极?限流电阻?电源负极。只有基极电位较低（基极与发射极之间有一定的电位差），才会形成基极电流，如果设法升高基极电位，就会失去基极电流而截止，使灯泡熄灭。因而控制电键应接在电源正极与基极之间。

3、100Ω限流电阻是限止三极管基极电流的，不至于使基极电流太大而烧坏三极管，对于PNP型三极管来说，必须接在基极与电源负极之间。灯泡则可接在集电极上，也可接在发射极上。

根据上述分析，很容易设计出符合题意的电路了。图2—1—74为参考答案。

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