新人教版物理選修3-1同步教學(xué)案：簡(jiǎn)單的邏輯電路

1、第11節(jié)簡(jiǎn)單的邏輯電路學(xué)習(xí)目標(biāo)定位1 初步了解簡(jiǎn)單的邏輯電路及表示符號(hào).2 通過(guò)實(shí)驗(yàn)理解“與”“或”和“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系.3 知道真值表，會(huì)用真值表來(lái)表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系.4 通過(guò)簡(jiǎn)單的邏輯電路的設(shè)計(jì)，體會(huì)邏輯電路在現(xiàn)實(shí)生活中的意義.5 初步了解集成電路關(guān)注我國(guó)集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況.1舫白隔而他風(fēng)仙舊®i果前預(yù)習(xí)自主學(xué)習(xí)、邏輯電路中的幾個(gè)概念1 模擬信號(hào)與數(shù)字信號(hào)(1) 數(shù)字信號(hào)：在變化中只有兩個(gè)對(duì)應(yīng)的狀態(tài)，“有”或者“沒(méi)有”，常用“0或者“1表示這樣的信號(hào)叫數(shù)字信號(hào).(2) 模擬信號(hào)：能連續(xù)變化的信號(hào)叫做模擬信號(hào)如圖所示.132 數(shù)字電路處理數(shù)字信號(hào)

2、的電路,由各種門電路和記憶元件(如觸發(fā)器)等組成的電路統(tǒng)稱為數(shù)字電路.3 門電路(1) 定義：能實(shí)現(xiàn)基本邏輯功能的電子電路.(2) 構(gòu)成：可以由二極管、三極管等分立元件構(gòu)成，也可以是集成電路.（3）基本門電路的類型：“與”門電路、“或”門電路、“非”門電路.“與”門電路1.定義：當(dāng)幾個(gè)條件同時(shí)具備時(shí)，才能出現(xiàn)某一結(jié)果，具有這樣邏輯功能的電路.2常見(jiàn)電路如圖（A、B必須同時(shí)閉合，燈泡才亮）.3真值表輸入輸出ABP0000101001114.邏輯符號(hào)三、“或”門電路1定義：當(dāng)幾個(gè)條件中有一個(gè)或幾個(gè)以上具備時(shí)，就出現(xiàn)某一結(jié)果，具有這樣邏輯功能的電路.2.常見(jiàn)電路如圖（A、B有一閉合，燈泡就亮）3真值

3、表輸入輸出ABP0000111011114.邏輯符號(hào)四、“非”門電路1.定義：當(dāng)一種情況出現(xiàn)時(shí)，另一情況（結(jié)果）一定不可能出現(xiàn)，具有這種邏輯功能的電路.2常見(jiàn)電路如圖（A閉合，燈泡不亮）.輸入輸出AP01104.邏輯符號(hào):A1Lfl風(fēng)®要點(diǎn)精講揚(yáng)錯(cuò)陰辨要點(diǎn)1|門電路的理解i“與”門電路(1) “與”是“一起”的意思，故“與”邏輯可以理解為只有一起進(jìn)入，門才能打開(kāi).(2) 符號(hào)“&'表示“和”，就是英文“and的意思.(3) “與”門電路的特點(diǎn)：當(dāng)輸入端都為“0時(shí)，輸出為“0；當(dāng)一個(gè)輸入為“0；'個(gè)輸入為“1時(shí)，輸出為“0；當(dāng)輸入都為“1時(shí)，輸出為“1”.可以簡(jiǎn)

4、單地記為：“有零為零，全一為2“或”門電路(1) 符號(hào)1”表示A、B輸入端的和必須大于或等于1.(2) “或”門電路的特點(diǎn)：當(dāng)輸入端都為“0時(shí)，輸出為“0；當(dāng)一個(gè)輸入為“0；'個(gè)輸入為“1時(shí)，輸出為“1；當(dāng)輸入都為“1時(shí)，輸出為“1”.可以簡(jiǎn)單地記為：“有一為一，全零為零”.3“非”門電路“非”門符號(hào)中的“1表示緩沖，“0表示反相(又叫反相圈)(2) “非”門電路的特點(diǎn)：當(dāng)輸入端為“0時(shí)，輸出為“1;”當(dāng)輸入端為“1時(shí)，輸出為“0.可以簡(jiǎn)單地記為：“入一出零，入零出一”.(3) “與”“或”門電路有兩個(gè)輸入端，輸出是由兩個(gè)輸入端共同決定的，而“非”門電路只有一個(gè)輸入端，其輸出和輸入恰好

5、相反，因此“非”門電路又稱反相器.-On邏輯電路圖(如圖所示)及其真值表，此邏輯電路為門電路,在真值表中X處的邏輯值為.MlY輸入輸出ABY000011X01111【解析】根據(jù)邏輯電路圖可判斷此電路為“或”門電路，根據(jù)“或”門電路邏輯關(guān)系特點(diǎn)Y=A+B,得X+0=1；X=1.【答案】或1名師方法總結(jié)1要牢記“與”“非”和“或”門電路的符號(hào)，并記住各自真值表，并會(huì)運(yùn)用真值表解決實(shí)際問(wèn)題.I（多選）兩個(gè)人負(fù)責(zé)安裝炸藥包，然后起爆,兩個(gè)人分別控制兩個(gè)相串聯(lián)的開(kāi)關(guān)，只有當(dāng)兩個(gè)人都撤出危險(xiǎn)區(qū)，在安全區(qū)把開(kāi)關(guān)接通時(shí)，炸藥包才能爆炸如果有一個(gè)未撤出危險(xiǎn)區(qū)，開(kāi)關(guān)沒(méi)有接通，炸藥包就不能啟爆若用“0”表示不啟爆，

6、“1表示啟爆，用符號(hào)“X”表示“或”，用“+”表示“與”的運(yùn)算符號(hào),則下列運(yùn)算正確的時(shí)（）A. 0X0，表示兩人都不啟爆，炸藥包不爆炸B. 0+0，表示兩人都不啟爆，炸藥包不爆炸C. 1+1，表示兩人都啟爆，炸藥包爆炸D. 0X1，表示一人啟爆，另一人不啟爆，炸藥包爆炸解析：兩個(gè)人都撤出危險(xiǎn)區(qū)，接通開(kāi)關(guān)，才能爆炸，該關(guān)系為與邏輯關(guān)系，即兩個(gè)條件都滿足，事件才能發(fā)生，有0+0=0,0+1=0,1+1=1,B、C選項(xiàng)正確，A、D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：BC要點(diǎn)2|拓展：對(duì)復(fù)合門電路的理解1.“與非”門一個(gè)“與”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起,做成一個(gè)復(fù)合門電路，稱為“與非”門，如圖所示.At其真值表為

7、輸入輸出輸入輸出AiBi丫1A2丫2000010100110001111102.“或非”門一個(gè)“或”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起，做成一個(gè)“或非”門，如圖所示.其真值表為輸入輸出輸入輸出A1B1丫1A2丫200001011101011011110例2）'在如圖所示的邏輯電路中，當(dāng)A端輸入電信號(hào)“1”B端輸入電信號(hào)“0時(shí)，則在C和D端輸出的電信號(hào)分別為（）A.1和0B.0和1C.1和1D.0和0【解析】首先從“非”門電路入手，當(dāng)B端輸入電信號(hào)0”時(shí)，D端輸出電信號(hào)為1”,所以“與”門電路的兩輸入均為1”，因此C端輸出電信號(hào)為1”，因此C項(xiàng)正確.【答案】C名師方法總結(jié)復(fù)合門電路真值表

8、的確定方法：如果A、B輸入分別經(jīng)過(guò)一個(gè)“非”門電路，它們各自的輸出丫1、丫2，又組成一個(gè)“與”門電路或“或”門電路，最后輸出丫，故丫的值直接取決于丫忙丫2.(2)判斷復(fù)合門電路的最終輸出結(jié)果時(shí)，分析思路一般是“從前向后”，先分析第一個(gè)2-1如下表是某邏輯電路的真值表，該電路是門電路的輸出結(jié)果，再判斷第二個(gè)，依此類推.輸入輸出001011101110(=53-A解析：分析真值表可知，當(dāng)輸入端為00、01、10、11時(shí)，若為“或”門則輸出為0、1、1、1;若為“或非”門則輸出為1、0、0、0;若為“與”門則輸出為0、0、0、1;若為“與非”門則輸出為1、1、1、0,故D選項(xiàng)正確.答案：D要點(diǎn)3|門

9、電路的實(shí)際應(yīng)用在門電路的問(wèn)題分析中，門電路往往要和一些常用的電學(xué)元件（如電阻、電鍵、熱敏電阻、光敏電阻、二極管等）一起構(gòu)成電路，通過(guò)電路中某一部分的變化（電鍵的通斷、電阻的變化等）實(shí)現(xiàn)門電路輸入端的電壓變化，即電勢(shì)的高低變化，從而通過(guò)門電路的輸出端達(dá)到控制電路的目的.上圖為由門電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖，其中R'為光敏電阻，光照時(shí)電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡.當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，小燈泡L不亮，不受光照時(shí)，小燈泡L亮該邏輯電路是“非”門電路，要增大該控制電路的靈敏度，可使變阻器R的阻值增大.''如圖是簡(jiǎn)易散熱排風(fēng)示意電路，M為排風(fēng)扇，Ro是熱敏電阻，其阻值隨溫度升

10、高而減小，R是可變電阻，則（）1熱敏電阻O+UA環(huán)境溫度升高時(shí)，排風(fēng)扇兩端電壓減小B.環(huán)境溫度升高時(shí)，A點(diǎn)電勢(shì)升高C.R阻值調(diào)大時(shí)，A點(diǎn)電勢(shì)降低D.R阻值調(diào)大時(shí)，排風(fēng)扇開(kāi)始工作的臨界溫度升高【解析】環(huán)境溫度升高時(shí)，排風(fēng)扇開(kāi)始工作，兩端電壓變大，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；環(huán)境溫度升高時(shí)，熱敏電阻阻值變小，輸入端A處于高電位，電勢(shì)升高，B選項(xiàng)正確；R阻值調(diào)大時(shí)，分壓增大，A點(diǎn)電勢(shì)升高，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；可變電阻R阻值調(diào)大時(shí)，熱敏電阻阻值不是很小時(shí)，A點(diǎn)電勢(shì)升高，通過(guò)控制開(kāi)關(guān)，排風(fēng)扇開(kāi)始工作，此時(shí)環(huán)境溫度比較低，故R阻值調(diào)大時(shí)，排風(fēng)扇開(kāi)始工作的臨界溫度降低了，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.【答案】B名師方法總結(jié)門電路的問(wèn)題分析中，除熟練

11、掌握各種門電路的作用外，還要熟練地掌握電路的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律的分析，準(zhǔn)確判斷出電路中，尤其是門電路部分的電勢(shì)高低的變化，從而達(dá)到正確解決問(wèn)題的目的.超變式訓(xùn)練3-1如圖為一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖，Rt是一個(gè)熱敏電阻，低溫時(shí)電阻值很大，高溫時(shí)電阻值很小,壓電阻.R是一個(gè)阻值較小的分°+5V電鈴O0V(1)要做到低溫時(shí)電鈴不響，火警時(shí)產(chǎn)生高溫，電鈴響起，在圖中虛線處應(yīng)接入怎樣的元件？(2)為什么溫度高時(shí)電鈴會(huì)被接通?B.輸入10時(shí)輸出是015為了提高該電路的靈敏度，即報(bào)警溫度調(diào)得稍低些,R的值應(yīng)大一些還是小一些?解析：(1)溫度較低時(shí)Rt的阻值很大，R比Rt小得多，因此PX之間電壓較大.

12、要求此時(shí)電鈴不發(fā)聲，也就是要求輸出給電鈴的電壓較小.這里輸出端的需求與輸入端的狀態(tài)相反，可見(jiàn)虛線處應(yīng)是“非”門.(2)當(dāng)高溫時(shí)Rt的阻值減小，PX之間電壓降低，這時(shí)由于輸入了低電壓，所以從“非”門輸出的是高電壓，電鈴響起.(3)為了提高電路的靈敏度，應(yīng)該使電路在溫度還沒(méi)有升得很高時(shí)就能輸出高電壓，也就是說(shuō)，應(yīng)該在溫度還沒(méi)有升得很高時(shí)X點(diǎn)的電壓就已經(jīng)降得足夠低根據(jù)分壓電路的性質(zhì)，對(duì)于同一個(gè)熱敏電阻，增大可變電阻R的阻值就可達(dá)到目的.答案：(1)“非”門.(2)當(dāng)高溫時(shí)Rt的阻值減小，PX之間電壓降低，這時(shí)由于輸入了低電壓，所以從“非”門輸出的是高電壓，電鈴響起.（3）大一些.、巨jsO-liR?

13、®知識(shí)反饋?zhàn)圆樽栽u(píng)1如圖是某簡(jiǎn)單邏輯電路的真值表，根據(jù)這個(gè)真值表可以判斷此邏輯電路使用的門電路和表中的“X”的取值分別為（）輸入輸出ABZ00001X101111A.“或”門，X=1B.“與”門，X=1C.“非”門，X=0D.“或”門，X=0解析：“或”門的特點(diǎn)是輸入中有一個(gè)是1,輸出就為1;“與”門的特點(diǎn)是輸入中全部是1,輸出才為1；“非”門的特點(diǎn)是輸入為1,輸出為0,輸入為0,輸出為1.據(jù)此分析該門電路是“或”門，X為1,A選項(xiàng)正確.答案：A2.如圖示為兩個(gè)非門和一個(gè)或門組成的復(fù)合門電路，選項(xiàng)正確的是（）A.輸入11時(shí)輸出是0C.輸入11時(shí)輸出是1D.輸入00時(shí)輸出是0解析：根據(jù)

14、門電路的規(guī)律可知，當(dāng)A、B的輸入為1、1,輸出Y為0,A選項(xiàng)正確，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)A、B的輸入為1、0，輸出Y為1，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；當(dāng)A、B的輸入為0、0,輸出Y為1，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：A3如圖為包含邏輯電路的一個(gè)簡(jiǎn)單電路圖，L為小燈泡光照射電阻R'時(shí)，其阻值將變得遠(yuǎn)小于R.則下列說(shuō)法正確的是（）18B.該邏輯電路是非門電路;當(dāng)電阻R'受到光照時(shí),小燈泡發(fā)光C該邏輯電路是與門電路;當(dāng)電阻R'受到光照時(shí),小燈泡不發(fā)光D該邏輯電路是或門電路;當(dāng)電阻R'受到光照時(shí),小燈泡發(fā)光當(dāng)有光照射電阻解析：分析圖示可知為“非”門電路，則R'分壓較小，即非門的輸入端為0,輸出為1,小燈泡其阻值將變得遠(yuǎn)大于R，則R'分壓較大，即非門的輸入端為高電勢(shì)R'時(shí)，其阻值將變得