2017-2018學年高中物理第二章直流電路8邏輯電路和控制電路學案教科版選修

1、8.邏輯電路和控制電路學 習 目 標知 識 脈 絡(luò)1.初步了解簡單的邏輯電路及表示符號2通過實驗理解“與”“或”和“非”門電路在邏輯電路中的結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系，會用真值表表示一些簡單的邏輯關(guān)系(重點、難點) 3初步了解集成電路的作用及發(fā)展情況.常 見 的 邏 輯 電 路eq avs4al(先填空)1開關(guān)“與”電路(1)“與”邏輯關(guān)系：一個事件的幾個條件都滿足后該事件才能發(fā)生(2)開關(guān)“與”電路圖281(3)真值表輸入輸出ABP0000101001112.開關(guān)“或”電路(1)“或”邏輯關(guān)系：一個事件的幾個條件中，只要有一個條件得到滿足，事件就會發(fā)生(2)開關(guān)“或”電路圖282 (3)真值表輸入

2、輸出ABP0000111011113.開關(guān)“非”電路(1)“非”邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)相反(2)開關(guān)“非”電路圖283(3)真值表輸入輸出AP0110eq avs4al(再判斷)1“與”電路中，只要AB兩個輸入端有一個是“1”時，輸出端就是“1”()2“與”電路中，只有AB兩個輸入端都是“0”時，輸出端才是“1”()3“非”門電路的邏輯關(guān)系是輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)相反()eq avs4al(后思考)某同學可以從前門進教室，也可以經(jīng)后門進教室，這體現(xiàn)了一種什么邏輯關(guān)系？【提示】該同學走前門或后門，都可以實現(xiàn)進入教室這一結(jié)果，這體現(xiàn)了“或”邏輯關(guān)系eq avs4al(合作探討)探討1：如果一個電

3、路的兩個開關(guān)同時閉合，電路中的用電器才能工作，此電路存在什么邏輯關(guān)系？【提示】“與”邏輯關(guān)系探討2：如果一個電路的兩個開關(guān)任意閉合其中一個，電路中的用電器都能工作，此電路存在什么邏輯關(guān)系呢？【提示】“或”邏輯關(guān)系eq avs4al(核心點擊)三種門電路的對比門電路種類類比電路圖邏輯關(guān)系“與”門兩個開關(guān)都閉合是燈亮的充分必要條件，邏輯關(guān)系可示意為eq blc rc(avs4alco1(A,B)C“或”門兩個開關(guān)都閉合是燈亮的充分但不必要條件，邏輯關(guān)系可示意為“非”門邏輯關(guān)系表示為AC，C表示結(jié)果成立，C表示結(jié)果不成立如圖284所示為三個門電路符號，A輸入端全為“1”，B輸入端全為“0”下列判斷正

4、確的是()圖284A甲為“非”門，輸出為“1”B乙為“與”門，輸出為“0”C乙為“或”門，輸出為“1”D丙為“與”門，輸出為“1”【解析】甲為“非”門，輸出為“0”，乙為“或”門，輸出為“1”，丙為“與”門，輸出為“0”，故C正確【答案】C如圖285所示，表示輸入端A、B的電勢隨時間的變化關(guān)系，完成下題求： 【導學號：96322050】圖285(1)“與”門電路的輸出電壓Z隨時間變化的關(guān)系；(2)“或”門電路的輸出電壓Z隨時間變化的關(guān)系【解析】(1)對“與”邏輯關(guān)系，先作出A、B、Z的真值表，然后再確定輸出Z與時間的變化關(guān)系A(chǔ)(UA)B(UB)Z010100010111000111010100

5、010所以，UZ隨時間變化如圖所示：(2)對“或”邏輯，先作出A、B、Z的真值表，然后再確定輸出Z與時間的變化關(guān)系.A(UA)B(UB)Z011101011111000111011101011所以，UZ隨時間變化如圖所示：【答案】見解析圖分析邏輯關(guān)系的基本思路(1)明確什么是條件，什么是結(jié)果(2)看條件與結(jié)果的內(nèi)在聯(lián)系，即符合哪種門電路(3)根據(jù)門電路的特點寫出真值表或邏輯表達式用二極管實現(xiàn)“與”電路和“或”電路集成電路“復合”門電路eq avs4al(先填空)1用二極管實現(xiàn)“與”電路和“或”電路“與”電路和“或”電路的邏輯關(guān)系可通過二極管來實現(xiàn)，“非”電路的邏輯關(guān)系可通過三極管來實現(xiàn)其優(yōu)點是

6、：速度快，可靠性高2集成電路集成電路是以半導體材料為基片，將組成電路的各種元件(如：電阻、電容、二極管等)和連線集成在同一基片上，成為具有一定功能的微電路系統(tǒng)，這就是集成電路，它具有分立元件無可比擬的優(yōu)點，主要優(yōu)點有：體積小、質(zhì)量輕、可靠性高、運算速度快、成本低廉等3“復合”門電路由兩個基本門電路組合在一起構(gòu)成復合門電路，實現(xiàn)對電路的控制，在實際控制電路中較為常見eq avs4al(再判斷)1集成電路技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為一個國家電子技術(shù)發(fā)展的重要標志()2集成電路的特點體積小，功能多，但專用性不強()eq avs4al(后思考)為什么世界上很多國家都在研制集成電路？【提示】集成電路體積小、功能

7、多、方便、可靠，適合系列化、標準化生產(chǎn)，它是一個國家電子技術(shù)發(fā)展的重要標志eq avs4al(合作探討)由兩個基本門電路組合在一起的復合門電路的輸出是怎樣確定的呢？【提示】判斷復合門電路的最終輸出結(jié)果時，分析思路一般是“從前向后”，先分析第一個門電路的輸出結(jié)果，再判斷第二個，依此類推eq avs4al(核心點擊)1“與非”門：一個“與”門電路和一個“非”門電路組合在一起，組成一個復合門電路，稱為“與非”門，如圖286所示可簡化為圖286其真值表為輸入輸出輸入輸出A1B1Z1A2Z2000010100110001111102.“或非”門：一個“或”門電路和一個“非”門電路組合在一起，組成一個“或

8、非”門，如圖287所示可簡化為圖287其真值表為輸入輸出輸入輸出A1B1Z1A2Z200001011101011011110如圖288所示，低電位報警器由兩個基本門電路與蜂鳴器組成，該報警器只有當輸入電壓過低時蜂鳴器才會發(fā)出警報其中()圖288A甲是“與門”，乙是“非門”B甲是“或門”，乙是“非門”C甲是“與門”，乙是“或門”D甲是“或門”，乙是“與門”【解析】由“與門”和“非門”的真值表可知選項A錯由“或門”和“非門”的真值表可判斷，選項B正確由“與門”和“或門”的真值表可以判斷，選項C錯由“或門”和“與門”的真值表可判斷，選項D錯【答案】B如圖289所示為兩個“非”門和一個“或”門組成的復

9、合門電路，請在表中填寫該門電路的真值表圖289輸入輸出ABZ【解析】由“非”門電路和“或”門電路的真值表可以確定此復合門電路的真值表如表所示：輸入輸出ABZ001101011110【答案】見解析復合門電路真值表的確定方法如果A、B輸入分別經(jīng)過一個“非”門電路，它們各自的輸出Z1、Z2又組成一個“與”門電路或“或”門電路的，最后輸出Z，則Z的值直接取決于Z1、Z2.學業(yè)分層測評(十四) (建議用時：45分鐘) 1邏輯電路的信號有兩種狀態(tài)：一是高電位狀態(tài)，用“1”表示；另一種是低電位狀態(tài)，用“0”表示關(guān)于這里的“1”和“0”，下列說法中正確的是()A“1”表示電壓為1 V，“0”表示電壓為0 VB

10、“1”表示電壓為大于或等于1 V，“0”表示電壓一定為0 VC“1”和“0”是邏輯關(guān)系的兩種可能取值，不表示具體的數(shù)值D“1”表示該點與電源正極相連，“0”表示該點與電源負極相連【解析】門電路是用來控制信號的“通過”或“截斷”的一種開關(guān)電路根據(jù)指定條件，門電路對輸入、輸出的因果關(guān)系作出判斷門電路的輸入、輸出信號都以電位的高低來表示若把高電位看做有信號，表示某個條件存在或信號能通過，且以符號“1”表示；把低電位看做無信號，表示某個條件不存在或信號不能通過，以符號“0”表示這種邏輯關(guān)系稱為正邏輯，反之則稱為負邏輯在通常情況下，不加說明的都指正邏輯，所以“1”和“0”只是兩個符號，是兩種變量的可能的

11、取值故C選項正確【答案】C2在基本邏輯電路中，何種邏輯門電路當所有輸入均為0時，輸出是1()A“與”門電路B“或”門電路C“非”門電路D都不可能【解析】根據(jù)“與”門、“或”門、“非”門的真值表可知，C正確，A、B、D錯誤【答案】C3走廊里有一盞電燈，在走廊兩端各有一個開關(guān)，我們希望不論哪一個開關(guān)接通都能使電燈點亮，那么設(shè)計的電路為()A“與”門電路B“非”門電路C“或”門電路D上述答案都有可能【解析】走廊兩端的開關(guān)，只要滿足其中1個為“1”，則輸出端就為“1”，故滿足ZAB，即體現(xiàn)了“或”邏輯，故C正確，A、B、D錯誤【答案】C4熱水器在使用時，只有在既沒有熄滅指示燈又沒有停水的情況下才能使熱

12、水器工作，這種情況若用邏輯關(guān)系來表示，屬于哪種邏輯() 【導學號：96322147】A“與”邏輯D“或”邏輯C“非”邏輯D以上均不是【解析】由于要滿足指示燈沒熄滅、沒停水兩個條件，熱水器才能工作，只要有任意一個條件不滿足，熱水器均不能工作，故為“與”邏輯關(guān)系【答案】A5關(guān)于下列門電路的符號(如圖2810所示)，下列說法中正確的是()圖2810A甲為“非”門、乙為“與”門、丙為“或”門B甲為“與”門、乙為“或”門、丙為“非”門C甲為“非”門、乙為“或”門、丙為“與”門D甲為“或”門、乙為“與”門、丙為“非”門【解析】三個門電路符號，甲為“非”門，乙為“或”門，丙為“與”門，故C正確【答案】C6聯(lián)

13、合國安理會每個常任理事國都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計一個表決器，常任理事國投反對票時輸入“0”，投贊成或棄權(quán)時輸入“1”，提案通過為“1”，通不過為“0”，則這個表決器應具有哪種邏輯關(guān)系()A“與”門B“非”門C“或”門D“與非”門【解析】聯(lián)合國規(guī)定，只要常任理事國有一個反對，提案就不能通過，這和“與”門的邏輯關(guān)系一致【答案】A7請根據(jù)下面所列的真值表，從四幅圖中選出與之相對應的一個門電路() 【導學號：96322148】輸入輸出ABZ001011101110【解析】從真值表可看出不是單一的“與”、“或”關(guān)系，更不是單一的“非”關(guān)系，一定對應一個復合門電路，從真值表分析可得應為“與非”復合門電路，D

14、選項正確【答案】D8在舉重比賽中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲為主裁判，乙、丙為副裁判，當主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認為運動員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號，試列出真值表【解析】設(shè)甲、乙、丙三名裁判的裁判意見為邏輯變量A、B、C，裁判結(jié)果為Z，并且對于A、B、C設(shè)：判上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”對于Z設(shè)：上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”根據(jù)題意及上述假設(shè)列出真值表如下表所示.ABCZ00000010010001101000101111011111【答案】見解析9(多選)兩個人負責安裝一個炸藥包，然后起爆，兩個人分別控制兩個相串聯(lián)的開關(guān)只有當兩個人都撤出危險區(qū)，在安全區(qū)

15、把開關(guān)接通時，炸藥包才能爆炸如果有一人未撤出危險區(qū)，開關(guān)沒有接通，炸藥包就不能起爆，這就是“與”的概念如果用“0”表示不起爆，“1”表示起爆，用“”表示“與”的運算符號，則下列運算式正確的是()A000，表示二人都不起爆，炸藥包不爆炸B01l，表示一個不起爆，另一人起爆，炸藥包爆炸C101，表示一人起爆，另一人不起爆，炸藥包爆炸D111，表示二人都起爆，炸藥包爆炸【解析】只有兩人都接通開關(guān)時，炸藥包才能爆炸，這是“與”邏輯關(guān)系，對于“與”邏輯關(guān)系，只有輸入都為“1”時輸出才是“1”，只要輸入有一個是“0”，則輸出為0，故A、D正確，B、C錯誤【答案】AD10(多選)如圖2811是一個三輸入端三個門電路組成的復合門電路，當C端輸入“0”時，A、B端輸入為何值時輸出端Y輸出為“0”()圖2811A00B01C10D11【解析】C輸入為“0”、輸出為“1”，經(jīng)過“與”關(guān)系后輸出為“0”，則A、B經(jīng)“與”關(guān)系后輸出一定為“0”，所以A、B輸入為0、0或0、1或1、0，選項A