2024-2025版高中物理第二章恒定電流11簡單的邏輯電路教案新人教版選修3-1

PAGE10-11簡潔的邏輯電路[學科素養(yǎng)與目標要求]物理觀念：初步了解簡潔的邏輯電路及表示符號．科學探究：通過試驗理解“與”、“或”和“非”門電路在邏輯電路中的結果與條件的邏輯關系．科學看法與責任：初步了解集成電路的發(fā)展對社會進步的意義．一、“與”門1．“與”邏輯關系：假如一個事務的幾個條件都滿意后，該事務才能發(fā)生，我們把這種關系叫做“與”邏輯關系．2．“與”門：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門．3．符號：，其中“&”具有“與”的意思，象征著：只有A與B兩個輸入端都是1時，輸出端才是1.二、“或”門1．“或”邏輯關系：假如幾個條件中，只要有一個條件得到滿意，某事務就會發(fā)生，這種關系叫做“或”邏輯關系．2．“或”門：具有“或”邏輯關系的電路叫做“或”門．3．符號：，“≥1”象征著：當1個或多于1個輸入端為1時，輸出端就是1.三、“非”門1．“非”邏輯關系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關系叫做“非”邏輯關系．2．“非”門：具有“非”邏輯關系的電路叫做“非”門．3．符號為，其中矩形右側小圓可以看作數字“0”，它與數字“1”象征著：輸入端為1時，輸出端是0.1．推斷下列說法的正誤．(1)“與”門電路中，A、B兩個輸入端中只要有其中一個為“1”，輸出端就為“1”．(×)(2)“與”門電路中，A、B兩個輸入端都為“1”時，輸出端才是“1”．(√)(3)“或”門電路中，A、B兩個輸入端有一個是“0”時，輸出端就是“0”．(×)(4)“或”門電路中，A、B兩個輸入端有一個是“1”時，輸出端就是“1”．(√)2．下面為一邏輯門電路的真值表，該類型的邏輯門電路為________門電路.輸入M01輸出N10答案“非”一、三種基本門電路1．“與”門電路(1)事務的兩個條件需滿意幾個，事務才能發(fā)生？(2)在下表中填寫對應條件下事務的結果(燈泡Y是亮還是熄).條件結果開關A開關B燈泡Y斷斷斷通通斷通通答案(1)兩個條件都滿意(2)熄熄熄亮(1)“與”門是指一個事務的幾個條件都滿意時，事務才能發(fā)生，即“與”門的輸入端都是“1”時，輸出端才是“1”．(2)“與”門電路的真值表：輸入輸出ABY0000101001112．“或”門電路如圖所示，兩個開關A、B并聯(lián)，限制同一燈泡Y，在這個電路中，“A閉合”或“B閉合”時，燈泡Y亮．(1)條件A、條件B滿意幾個時，事務就能發(fā)生？(2)在下表中填寫對應條件下事務的結果(燈泡Y是亮還是熄).條件結果開關A開關B燈泡Y斷斷斷通通斷通通答案(1)至少滿意兩個條件中的一個(2)熄亮亮亮(1)“或”門是指一個事務的幾個條件只要有一個滿意，該事務就會發(fā)生．當輸入端只要有一個或一個以上為“1”時，輸出端就是“1”．(2)“或”門電路的真值表輸入輸出ABY0000111011113.“非”門電路如圖所示，當開關A接通時，燈泡Y被短路而不亮；當開關A斷開時，燈泡Y是通路而被點亮．(1)條件A和事務Y之間的關系如何？(2)在下表中填寫對應條件下事務的結果(燈泡Y是亮還是熄).條件結果開關A燈泡Y斷通答案(1)條件A滿意，事務Y不發(fā)生，二者總是相反關系(2)亮熄(1)“非”門是指輸出和輸入總是相反，即輸入端為“1”時，輸出端為“0”；輸入端為“0”時，輸出端為“1”．(2)“非”門電路的真值表輸入輸出AY0110例1如圖1所示，試推斷這是一個什么邏輯門電路．A、B、C閉合時記“1”，斷開時記“0”；P燈亮記“1”，不亮記“0”．試完成如下真值表．圖1輸入輸出ABCP000001010011100101110111答案“或”門如下表所示輸入輸出ABCP00000011010101111001101111011111例2監(jiān)控系統(tǒng)限制電路如圖2所示，開關S閉合時，系統(tǒng)白天和晚上都工作，開關S斷開時，系統(tǒng)僅晚上工作．在電路中虛框處分別接入光敏電阻(受光照時阻值減小)和定值電阻，則電路中()圖2A．C是“與”門，A是光敏電阻B．C是“與”門，B是光敏電阻C．C是“或”門，A是光敏電阻D．C是“或”門，B是光敏電阻答案D解析開關S閉合后，C門的一個輸入端是1，系統(tǒng)不管白天和晚上都工作，說明與另一端的邏輯值無關，這說明C門是“或”門．開關S斷開時，C門的一個輸入端是0，要讓系統(tǒng)工作，另一個輸入端必需是1，也就是高電壓，所以B是光敏電阻，D正確．[學科素養(yǎng)]提出推斷這是一個什么邏輯門電路這樣一個問題，在解答問題的過程中，熬煉了學生基于證據得出結論并做出說明，以及對試驗探究過程和結果進行溝通、評估、反思的實力，這體現了“試驗探究”的學科素養(yǎng)．針對訓練1如圖3所示為三個基本邏輯電路的符號，A輸入端全為“1”，B輸入端全為“0”．以下推斷正確的是()圖3A．甲為“非”邏輯電路符號，輸出為“1”B．乙為“或”邏輯電路符號，輸出為“1”C．乙為“與”邏輯電路符號，輸出為“0”D．丙為“與”邏輯電路符號，輸出為“1”答案B解析依據門電路的符號特點可知，甲為“非”邏輯電路符號，A輸入端為“1”時，輸出為“0”，A錯；乙為“或”邏輯電路符號，A輸入端為“1”，B輸入端為“0”時，輸出為“1”，B對，C錯；丙為“與”邏輯電路符號，A輸入端為“1”，B輸入端為“0”時，輸出為“0”，D錯．二、復合門電路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4所示．圖4其真值表為輸入輸出A1B1Y20010111011102.“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“或非”門，如圖5所示．圖5其真值表為輸入輸出A1B1Y2001010100110例3在如圖6所示的邏輯電路中，當A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時，則在C和D端輸出的電信號分別為()圖6A．1和0B．0和1C．1和1D．0和0答案C解析B端電信號經過一個“非”門，變?yōu)椤?”，從D端輸出，故D端輸出為“1”；B端的輸出信號又作為輸入信號與A端輸入信號一起經過上面的“與”門，兩者都是“1”，故C端輸出為“1”．故選C.針對訓練2在如圖7所示的復合門電路中，A、B、C為門電路的輸入端，現欲使Y輸出“0”，假如C輸入端為“0”，則A、B兩端分別輸入()圖7A．00 B．01C．10 D．11答案A解析當C端輸入“0”，“非”門輸出“1”，輸出端Y輸出“0”時，可知“或”門的輸出端必需為“0”，則A、B端的輸入分別為0,0，A正確．1．(邏輯電路)隧道里有一個警報器，在隧道的兩端各有一個開關，在出現危急時要求不論接通哪一個開關都能使警報器報警，那么應設計的電路為()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開關都能使警報器報警，這體現了“或”邏輯關系，故只有B項正確．2．(邏輯電路)如圖8所示為某一門電路符號及輸入端A、B的電勢隨時間改變關系的圖象，則下列選項中能正確反映該門電路輸出端電勢隨時間改變關系的圖象是()圖8答案A解析題圖為“與”門電路，所以A、B輸入端都是高電勢時，輸出端才為高電勢，故A正確．3．(邏輯電路)下列由基本門電路組成的電路中，能使蜂鳴器發(fā)出聲音的是()答案B4．(復合門電路)在集成電路中，常常用若干基本門電路組成復合門電路，如圖9所示為兩個基本門電路組合的邏輯電路，依據真值表，推斷虛線框內門電路類型及真值表內x的值()圖9ABZ00101010011xA.“與門”，1 B．“與門”，0C．“或門”，1 D．“或門”，0答案D5．(復合門電路)下表是某邏輯電路的真值表，該電路是()輸入輸出001011101110答案D解析依據該邏輯電路的真值表可以推斷，該門電路是一個“與”門電路和一個“非”門電路的組合，選項D正確．6．(門電路的應用)如圖10為監(jiān)控汽車平安帶運用狀況的報