物理粵教版選修3-1第二章電路第六~七節(jié)

第六節(jié)走進(jìn)門電路第七節(jié)了解集成電路[學(xué)習(xí)目標(biāo)]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、或和非門電路在邏輯電路中的結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系,會(huì)用真值表表示一些簡(jiǎn)單的邏輯關(guān)系.3.初步了解集成電路的作用及發(fā)展情況．一、與門電路[導(dǎo)學(xué)探究]如圖1所示,兩個(gè)開關(guān)S1、S2串聯(lián)起來(lái)控制同一燈泡Q,顯然,只有S1與S2同時(shí)閉合時(shí),燈泡Q才會(huì)亮．在這個(gè)事件中,“S1閉合”、“S2閉合”是條件,“燈泡Q亮”是結(jié)果．那么：圖1(1)事件的兩個(gè)條件需滿足幾個(gè),事件才能發(fā)生？(2)在下表中填寫對(duì)應(yīng)條件下事件的結(jié)果(燈泡Q是亮還是熄).條件結(jié)果開關(guān)S1開關(guān)S2燈泡Q斷斷斷通通斷通通(3)如果把開關(guān)的“通”記為1,“斷”記為0,把燈“亮”記為“1”,“熄”記為0,把上面表格用1、0表示．答案(1)兩個(gè)條件都滿足(2)熄熄熄亮(3)

輸入輸出S1S2Q000010100111[知識(shí)梳理]1．與邏輯關(guān)系：如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后,該事件才能發(fā)生,我們把這種關(guān)系叫做與邏輯關(guān)系．2．與門：具有與邏輯關(guān)系的電路稱為與門電路,簡(jiǎn)稱與門．3．符號(hào)：,其中“&”具有“與”的意思,象征著：只有S1與S2兩個(gè)輸入端都是1時(shí),輸出端才是1.[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)與門電路中,只有S1、S2兩個(gè)輸入端都是“0”時(shí),輸出端才是“1”．(×)(2)與門電路中,S1、S2兩個(gè)輸入端中只要有其中一個(gè)為“1”,輸出端就為“1”．(×)(3)與門電路中,S1、S2兩個(gè)輸入端都為“1”時(shí),輸出端才是“1”．(√)二、或門電路[導(dǎo)學(xué)探究]如圖2所示,兩個(gè)開關(guān)S1、S2并聯(lián),控制同一燈泡Q,在這個(gè)電路中,“S1閉合”或“S2閉合”時(shí),燈泡Q亮．圖2(1)條件S1、條件S2滿足幾個(gè)時(shí),事件就能發(fā)生？(2)在下表中填寫對(duì)應(yīng)條件下事件的結(jié)果(燈泡Q是亮還是熄).

條件結(jié)果開關(guān)S1開關(guān)S2燈泡Q斷斷斷通通斷通通(3)如果把開關(guān)的“通”記為1、“斷”記為0,把燈“亮”記為“1”、“熄”記為0,把上面表格用1、0表示．答案(1)至少滿足兩個(gè)條件中的一個(gè)(2)熄亮亮亮(3)輸入輸出S1S2Q000011101111[知識(shí)梳理]1．或邏輯關(guān)系：如果幾個(gè)條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,某事件就會(huì)發(fā)生,這種關(guān)系叫做或邏輯關(guān)系．2．或門：具有或邏輯關(guān)系的電路叫做或門．3．符號(hào)：,“≥1”象征著：當(dāng)1個(gè)或多于1個(gè)輸入端為1時(shí),輸出端就是1.[即學(xué)即用]判斷下列說(shuō)法的正誤．(1)或門電路中,S1、S2兩個(gè)輸入端都是“1”時(shí),輸出端才是“1”．(×)(2)或門電路中,S1、S2兩個(gè)輸入端有一個(gè)是“0”時(shí),輸出端就是“0”．(×)(3)或門電路中,S1、S2兩個(gè)輸入端有一個(gè)是“1”時(shí),輸出端就是“1”．(√)三、非門電路[導(dǎo)學(xué)探究]如圖3所示,當(dāng)開關(guān)S接通時(shí),燈泡Q被短路而不亮；當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),燈泡Q是通路而被點(diǎn)亮．圖3(1)條件S和事件Q之間的關(guān)系如何？(2)在下表中填寫對(duì)應(yīng)條件下事件的結(jié)果(燈泡Q是亮還是熄).條件結(jié)果開關(guān)S燈泡Q斷通(3)如果把開關(guān)的“通”記為1、“斷”記為0,把燈“亮”記為“1”、“熄”記為0,把上面表格用1、0表示．答案(1)條件S滿足,事件Q不發(fā)生,二者總是相反關(guān)系(2)亮熄(3)輸入輸出SQ0110[知識(shí)梳理]1．非邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系叫做非邏輯關(guān)系．2．非門：具有非邏輯關(guān)系的電路叫做非門．3．符號(hào)為,其中矩形右側(cè)小圓表示數(shù)字“0”,它與數(shù)字“1”象征著：輸入端為1時(shí),輸出端是0.[即學(xué)即用]下面為一邏輯門電路的真值表,試判斷這是一個(gè)什么類型的邏輯門電路()輸入M01輸出N10A.與門B．非門C．或門D．與非門答案B解析由該邏輯門電路的真值表可以看出輸出端與輸入端是相反的關(guān)系,故選B.一、三種門電路的理解例1聯(lián)合國(guó)安理會(huì)每個(gè)常任理事國(guó)都擁有否決權(quán),當(dāng)每個(gè)理事國(guó)都通過(guò)時(shí),提案才可通過(guò)．假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器,常任理事國(guó)投反對(duì)票時(shí)輸入“0”,投贊成票或棄權(quán)時(shí)輸入“1”,提案通過(guò)為“1”,通不過(guò)為“0”,則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系()A．與門 B．或門C．非門 D．與非門答案A解析根據(jù)聯(lián)合國(guó)常任理事會(huì)表決情況可知,即每個(gè)理事會(huì)都通過(guò)才為通過(guò),只要有一個(gè)出反對(duì)票,則提案不通過(guò),所有常任理事國(guó)都同意才通過(guò)．故能正確表示該表決器的邏輯門應(yīng)該是與門．例2在車門報(bào)警電路中,兩個(gè)按鈕開關(guān)分別裝在汽車的兩扇門上,只要有開關(guān)處于斷開狀態(tài),報(bào)警燈就發(fā)光．能實(shí)現(xiàn)此功能的電路是()答案D解析能實(shí)現(xiàn)此功能的電路是或門電路,選項(xiàng)D正確．針對(duì)訓(xùn)練1如圖4所示為三個(gè)基本邏輯電路的符號(hào),S1輸入端全為“1”,S2輸入端全為“0”．以下判斷正確的是()圖4A．甲為非邏輯電路符號(hào),輸出為“1”B．乙為或邏輯電路符號(hào),輸出為“1”C．乙為與邏輯電路符號(hào),輸出為“0”D．丙為與邏輯電路符號(hào),輸出為“1”答案B解析根據(jù)門電路的符號(hào)特點(diǎn)可知,甲為非邏輯電路符號(hào),S1輸入端為“1”時(shí),輸出為“0”,A錯(cuò)；乙為或邏輯電路符號(hào),S1輸入端為“1”,S2輸入端為“0”時(shí),輸出為“1”,B對(duì),C錯(cuò)；丙為與邏輯電路符號(hào),S1輸入端為“1”,S2輸入端為“0”時(shí),輸出為“0”,D錯(cuò)．二、復(fù)合門電路1．與非門一個(gè)與門電路和一個(gè)非門電路組合在一起,組成一個(gè)復(fù)合門電路,稱為與非門,如圖5所示．圖5其真值表為輸入輸出S1S2Q20010111011102.或非門一個(gè)或門電路和一個(gè)非門電路組合在一起,組成一個(gè)或非門,如圖6所示．圖6其真值表為輸入輸出S1S1Q2001010100110例3在如圖7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()圖7A．1和0 B．0和1C．1和1 D．0和0答案C解析B端電信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)非門,變?yōu)椤?”,從D端輸出,故D端輸出為“1”；B端的輸出信號(hào)又作為輸入信號(hào)與A端輸入信號(hào)一起經(jīng)過(guò)上面的與門,兩者都是“1”,故C端輸出為“1”．故選C.針對(duì)訓(xùn)練2在如圖8所示的復(fù)合電路中,S1、S2、S3為門電路的輸入端,現(xiàn)欲使Q輸出“0”,如果C輸入端為“0”,則S1、S2兩端分別輸入()圖8A．00 B．01C．10 D．11答案A解析當(dāng)S3端輸入“0”,非門輸出“1”,輸出端Q輸出“0”時(shí),可知或門的輸出端必須為“0”,則S1、S2端的輸入分別為0,0,A正確．1．在登錄你的電子信箱(或“QQ”)的過(guò)程中,要有兩個(gè)條件,一個(gè)是用戶名,一個(gè)是與用戶名對(duì)應(yīng)的密碼,要完成這個(gè)事件(登錄成功),它們體現(xiàn)的邏輯關(guān)系為()A．與關(guān)系 B．或關(guān)系C．非關(guān)系 D．不存在邏輯關(guān)系答案A解析必須是用戶名和用戶名對(duì)應(yīng)的密碼都正確,才能登錄成功,所以它們的邏輯關(guān)系為與關(guān)系,A正確．2．在集成電路中,經(jīng)常用若干基本門電路組成復(fù)合門電路,如圖9所示,為兩個(gè)基本門電路組合的邏輯電路,根據(jù)真值表,判斷虛線框內(nèi)門電路類型及真值表內(nèi)x的值()圖9S1S2Q00101010011xA．與門,1 B．與門,0C．或門,1 D．或門,0答案D3．如圖10所示是一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路,當(dāng)S3端輸入1,輸出端Q輸出0時(shí),S1、S2端的輸入分別是()圖10A．0、0 B．0、1C．1、0 D．1、1答案A解析當(dāng)S3端輸入1,輸出端Q輸出0時(shí),可知或門的輸出端為0,則S1、S2端的輸入分別為0、0.故A正確,B、C、D錯(cuò)誤．故選A.4．由門電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖11所示,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．其工作情況是：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________________門電路,該控制電路可以用在______________________控制系統(tǒng)中(舉一個(gè)例子)．圖11答案非城市路燈解析光照時(shí)光敏電阻阻值減小,門電路的輸入端電勢(shì)升高,燈不亮,說(shuō)明門電路輸出端電勢(shì)降低,輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)相反,故為非門電路．一、選擇題(1～8全為單選題)1．下列關(guān)于邏輯電路的說(shuō)法中正確的是()A．如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后,該事件才能發(fā)生,這種關(guān)系叫與邏輯關(guān)系B．如果幾個(gè)條件中,只要有一個(gè)條件得到滿足,某事件就會(huì)發(fā)生,這種關(guān)系叫與邏輯關(guān)系C．一個(gè)門上有三把鑰匙,每把鑰匙都能單獨(dú)開門,它體現(xiàn)了與邏輯關(guān)系D．輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系,叫做或邏輯關(guān)系答案A2．隧道里有一個(gè)警報(bào)器,在隧道的兩端各有一個(gè)開關(guān),在出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)要求不論接通哪一個(gè)開關(guān)都能使警報(bào)器報(bào)警,那么應(yīng)設(shè)計(jì)的電路為()A．與門電路 B．或門電路C．非門電路 D．上述答案都有可能答案B解析要求不論接通哪一個(gè)開關(guān)都能使警報(bào)器報(bào)警,這體現(xiàn)了或邏輯關(guān)系,故只有B項(xiàng)正確．A、C、D三項(xiàng)都不對(duì)．3．如圖1所示為某一門電路符號(hào)及輸入端S1、S2的電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象,則下列選項(xiàng)中能正確反映該門電路輸出端電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象是()圖1答案A解析題圖為與門電路,所以S1、S2輸入端都是高電勢(shì)時(shí),輸出才為高電勢(shì),故A正確．4．下列由基本門組成的電路中,能使蜂鳴器發(fā)出聲音的是()答案B5．如圖2所示由門電路組成的電路,輸出端為“1”,指示燈L亮,輸出端為“0”,指示燈L不亮,現(xiàn)要使燈L亮,則S1、S2兩輸入端分別是()圖2A．“1”、“1” B．“0”、“0”C．“1”、“0” D．“0”、“1”答案B解析要使燈L亮,非門的輸出應(yīng)該為“1”,故非門的輸入為“0”；故或門的兩個(gè)輸入端都應(yīng)該為零．6．下表是某邏輯電路的真值表,該電路是()輸入輸出001011101110答案D解析根據(jù)該邏輯電路的真值表可以判斷,該門電路是一個(gè)與門電路和一個(gè)非門電路的組合,選項(xiàng)D正確．7．如圖3為監(jiān)控汽車安全帶使用情況的報(bào)警電路,S為汽車啟動(dòng)開關(guān),汽車啟動(dòng)時(shí)S閉合．駕駛員未系安全帶時(shí)開關(guān)S′閉合,系好安全帶時(shí)S′斷開．要求當(dāng)駕駛員啟動(dòng)汽車但未系安全帶時(shí)蜂鳴器報(bào)警．則在圖中虛線框內(nèi)應(yīng)接入的元件是()圖3A．非門 B．或門C．與門 D．與非門答案C解析只有當(dāng)駕駛員啟動(dòng)汽車且未系安全帶時(shí)蜂鳴器才報(bào)警,體現(xiàn)了一種與的邏輯關(guān)系,故選C.8．如圖4所示,甲圖方框中a、b接線柱輸入電壓和c接線柱輸出電壓如圖乙所示,則方框中的電路可能是()圖4答案C二、非選擇題9．電動(dòng)機(jī)的自動(dòng)控制電路如圖5所示,其中RH為熱敏電阻,RL為光敏電阻,當(dāng)溫度升高時(shí),RH的阻值遠(yuǎn)小于R1；當(dāng)光照射RL時(shí),其阻值遠(yuǎn)小于R2.為使電動(dòng)機(jī)在溫度升高或受到光照時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng),電路中的虛線框內(nèi)應(yīng)選______________門邏輯電路；若要提高光照時(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈敏度,可以______________R2的阻值(填“增大”或“減小”)．圖5答案或增大解析為使電動(dòng)機(jī)在溫度升高或受到光照時(shí)能自動(dòng)啟動(dòng),即熱敏電阻或光敏電阻的電阻值小時(shí),輸入為1,輸出為1,所以是或門電路．因?yàn)槿粢岣吖庹諘r(shí)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)的靈敏度,需要在光照較小即光敏電阻阻值較大時(shí)輸入為1,輸出為1,所以要增大R2.10．圖6為某報(bào)警裝置示意圖,該報(bào)警裝置在一扇門、兩扇窗上各裝有一個(gè)聯(lián)動(dòng)開關(guān),門、窗未關(guān)上時(shí),開關(guān)不閉合,只要有一個(gè)開關(guān)未閉合,報(bào)警器就會(huì)報(bào)警．該報(bào)警裝置中用了兩個(gè)串聯(lián)的邏輯電路,虛線框甲內(nèi)應(yīng)選用____________門電路,虛線框乙內(nèi)應(yīng)選用____________門電路．(選填“與”“非”或“或”)圖6答案或或解析由題意知,一扇門、兩扇窗只要一個(gè)不閉合,報(bào)警器就會(huì)報(bào)警,符合只要滿足一個(gè)條件,結(jié)果就能發(fā)生的特點(diǎn),所以甲、乙框內(nèi)電