高中物理第二章直流电路8逻辑电路和控制电路学案教科版选修.docx

8.逻辑电路和控制电路学 习 目 标知 识 脉 络1.初步了解简单的逻辑电路及表示符号2通过实验理解“与”“或”和“非”门电路在逻辑电路中的结果与条件的逻辑关系，会用真值表表示一些简单的逻辑关系(重点、难点) 3初步了解集成电路的作用及发展情况.常 见 的 逻 辑 电 路1开关“与”电路(1)“与”逻辑关系：一个事件的几个条件都满足后该事件才能发生(2)开关“与”电路图281(3)真值表输入输出ABP0000101001112.开关“或”电路(1)“或”逻辑关系：一个事件的几个条件中，只要有一个条件得到满足，事件就会发生(2)开关“或”电路图282 (3)真值表输入输出ABP0000111011113.开关“非”电路(1)“非”逻辑关系：输出状态与输入状态相反(2)开关“非”电路图283(3)真值表输入输出AP01101“与”电路中，只要AB两个输入端有一个是“1”时，输出端就是“1”()2“与”电路中，只有AB两个输入端都是“0”时，输出端才是“1”()3“非”门电路的逻辑关系是输出状态与输入状态相反()某同学可以从前门进教室，也可以经后门进教室，这体现了一种什么逻辑关系？【提示】该同学走前门或后门，都可以实现进入教室这一结果，这体现了“或”逻辑关系探讨1：如果一个电路的两个开关同时闭合，电路中的用电器才能工作，此电路存在什么逻辑关系？【提示】“与”逻辑关系探讨2：如果一个电路的两个开关任意闭合其中一个，电路中的用电器都能工作，此电路存在什么逻辑关系呢？【提示】“或”逻辑关系三种门电路的对比门电路种类类比电路图逻辑关系“与”门两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为C“或”门两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要条件，逻辑关系可示意为“非”门逻辑关系表示为AC，C表示结果成立，C表示结果不成立如图284所示为三个门电路符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”下列判断正确的是()图284A甲为“非”门，输出为“1”B乙为“与”门，输出为“0”C乙为“或”门，输出为“1”D丙为“与”门，输出为“1”【解析】甲为“非”门，输出为“0”，乙为“或”门，输出为“1”，丙为“与”门，输出为“0”，故C正确【答案】C如图285所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题求： 【导学号：96322050】图285(1)“与”门电路的输出电压Z随时间变化的关系；(2)“或”门电路的输出电压Z随时间变化的关系【解析】(1)对“与”逻辑关系，先作出A、B、Z的真值表，然后再确定输出Z与时间的变化关系A(UA)B(UB)Z010100010111000111010100010所以，UZ随时间变化如图所示：(2)对“或”逻辑，先作出A、B、Z的真值表，然后再确定输出Z与时间的变化关系.A(UA)B(UB)Z011101011111000111011101011所以，UZ随时间变化如图所示：【答案】见解析图分析逻辑关系的基本思路(1)明确什么是条件，什么是结果(2)看条件与结果的内在联系，即符合哪种门电路(3)根据门电路的特点写出真值表或逻辑表达式用二极管实现“与”电路和“或”电路集成电路“复合”门电路1用二极管实现“与”电路和“或”电路“与”电路和“或”电路的逻辑关系可通过二极管来实现，“非”电路的逻辑关系可通过三极管来实现其优点是：速度快，可靠性高2集成电路集成电路是以半导体材料为基片，将组成电路的各种元件(如：电阻、电容、二极管等)和连线集成在同一基片上，成为具有一定功能的微电路系统，这就是集成电路，它具有分立元件无可比拟的优点，主要优点有：体积小、质量轻、可靠性高、运算速度快、成本低廉等3“复合”门电路由两个基本门电路组合在一起构成复合门电路，实现对电路的控制，在实际控制电路中较为常见1集成电路技术的发展，已经成为一个国家电子技术发展的重要标志()2集成电路的特点体积小，功能多，但专用性不强()为什么世界上很多国家都在研制集成电路？【提示】集成电路体积小、功能多、方便、可靠，适合系列化、标准化生产，它是一个国家电子技术发展的重要标志由两个基本门电路组合在一起的复合门电路的输出是怎样确定的呢？【提示】判断复合门电路的最终输出结果时，分析思路一般是“从前向后”，先分析第一个门电路的输出结果，再判断第二个，依此类推1“与非”门：一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为“与非”门，如图286所示可简化为图286其真值表为输入输出输入输出A1B1Z1A2Z2000010100110001111102.“或非”门：一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个“或非”门，如图287所示可简化为图287其真值表为输入输出输入输出A1B1Z1A2Z200001011101011011110如图288所示，低电位报警器由两个基本门电路与蜂鸣器组成，该报警器只有当输入电压过低时蜂鸣器才会发出警报其中()图288A甲是“与门”，乙是“非门”B甲是“或门”，乙是“非门”C甲是“与门”，乙是“或门”D甲是“或门”，乙是“与门”【解析】由“与门”和“非门”的真值表可知选项A错由“或门”和“非门”的真值表可判断，选项B正确由“与门”和“或门”的真值表可以判断，选项C错由“或门”和“与门”的真值表可判断，选项D错【答案】B如图289所示为两个“非”门和一个“或”门组成的复合门电路，请在表中填写该门电路的真值表图289输入输出ABZ【解析】由“非”门电路和“或”门电路的真值表可以确定此复合门电路的真值表如表所示：输入输出ABZ001101011110【答案】见解析复合门电路真值表的确定方法如果A、B输入分别经过一个“非”门电路，它们各自的输出Z1、Z2又组成一个“与”门电路或“或”门电路的，最后输出Z，则Z的值直接取决于Z1、Z2.学业分层测评(十四) (建议用时：45分钟) 1逻辑电路的信号有两种状态：一是高电位状态，用“1”表示；另一种是低电位状态，用“0”表示关于这里的“1”和“0”，下列说法中正确的是()A“1”表示电压为1 V，“0”表示电压为0 VB“1”表示电压为大于或等于1 V，“0”表示电压一定为0 VC“1”和“0”是逻辑关系的两种可能取值，不表示具体的数值D“1”表示该点与电源正极相连，“0”表示该点与电源负极相连【解析】门电路是用来控制信号的“通过”或“截断”的一种开关电路根据指定条件，门电路对输入、输出的因果关系作出判断门电路的输入、输出信号都以电位的高低来表示若把高电位看做有信号，表示某个条件存在或信号能通过，且以符号“1”表示；把低电位看做无信号，表示某个条件不存在或信号不能通过，以符号“0”表示这种逻辑关系称为正逻辑，反之则称为负逻辑在通常情况下，不加说明的都指正逻辑，所以“1”和“0”只是两个符号，是两种变量的可能的取值故C选项正确【答案】C2在基本逻辑电路中，何种逻辑门电路当所有输入均为0时，输出是1()A“与”门电路B“或”门电路C“非”门电路D都不可能【解析】根据“与”门、“或”门、“非”门的真值表可知，C正确，A、B、D错误【答案】C3走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，我们希望不论哪一个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路为()A“与”门电路B“非”门电路C“或”门电路D上述答案都有可能【解析】走廊两端的开关，只要满足其中1个为“1”，则输出端就为“1”，故满足ZAB，即体现了“或”逻辑，故C正确，A、B、D错误【答案】C4热水器在使用时，只有在既没有熄灭指示灯又没有停水的情况下才能使热水器工作，这种情况若用逻辑关系来表示，属于哪种逻辑() 【导学号：96322147】A“与”逻辑D“或”逻辑C“非”逻辑D以上均不是【解析】由于要满足指示灯没熄灭、没停水两个条件，热水器才能工作，只要有任意一个条件不满足，热水器均不能工作，故为“与”逻辑关系【答案】A5关于下列门电路的符号(如图2810所示)，下列说法中正确的是()图2810A甲为“非”门、乙为“与”门、丙为“或”门B甲为“与”门、乙为“或”门、丙为“非”门C甲为“非”门、乙为“或”门、丙为“与”门D甲为“或”门、乙为“与”门、丙为“非”门【解析】三个门电路符号，甲为“非”门，乙为“或”门，丙为“与”门，故C正确【答案】C6联合国安理会每个常任理事国都拥有否决权，假设设计一个表决器，常任理事国投反对票时输入“0”，投赞成或弃权时输入“1”，提案通过为“1”，通不过为“0”，则这个表决器应具有哪种逻辑关系()A“与”门B“非”门C“或”门D“与非”门【解析】联合国规定，只要常任理事国有一个反对，提案就不能通过，这和“与”门的逻辑关系一致【答案】A7请根据下面所列的真值表，从四幅图中选出与之相对应的一个门电路() 【导学号：96322148】输入输出ABZ001011101110【解析】从真值表可看出不是单一的“与”、“或”关系，更不是单一的“非”关系，一定对应一个复合门电路，从真值表分析可得应为“与非”复合门电路，D选项正确【答案】D8在举重比赛中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲为主裁判，乙、丙为副裁判，当主裁判和一名以上(包括一名)副裁判认为运动员上举合格后，才可发出合格信号，试列出真值表【解析】设甲、乙、丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A、B、C，裁判结果为Z，并且对于A、B、C设：判上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”对于Z设：上举合格为逻辑“1”，不合格为逻辑“0”根据题意及上述假设列出真值表如下表所示.ABCZ00000010010001101000101111011111【答案】见解析9(多选)两个人负责安装一个炸药包，然后起爆，两个人分别控制两个相串联的开关只有当两个人都撤出危险区，在安全区把开关接通时，炸药包才能爆炸如果有一人未撤出危险区，开关没有接通，炸药包就不能起爆，这就是“与”的概念如果用“0”表示不起爆，“1”表示起爆，用“”表示“与”的运算符号，则下列运算式正确的是()A000，表示二人都不起爆，炸药包不爆炸B01l，表示一个不起爆，另一人起爆，炸药包爆炸C101，表示一人起爆，另一人不起爆，炸药包爆炸D111，表示二人都起爆，炸药包爆炸【解析】只有两人都接通开关时，炸药包才能爆炸，这是“与”逻辑关系，对于“与”逻辑关系，只有输入都为“1”时输出才是“1”，只要输入有一个是“0”，则输出为0，故A、D正确，B、C错误【答案】AD10(多选)如图2811是一个三输入端三个门电路组成的复合门电路，当C端输入“0”时，A、B端输入为何值时输出端Y输出为“0”()图2811A00B01C10D11【解析】C输入为“0”、输出为“1”，经过“与”关系后输出为“0”，则A、B经“与”关系后输出一定为“0”，所以A、B输入为0、0或0、1或1、0，选项A、B、C正确【答案