高二物理简单的逻辑电路优秀教案

1、课 题：简单的逻辑电路二、教学目标：知识和技能：1、知道数字电路和模拟电路的概念，了解数字电路的优点。2、知道“与”门、“或”门以及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。3、初步了解“与”门、“或”门以及“非”门电路在实际问题中的应用。过程与方法：以实验教学为主体的媒体教学为辅的课堂教学模式；以对比教学为主线、联系生活实 际为辅线开展课堂教学活动。情感、态度和价值观：感受数字技术对现代生活的巨大改变；体验物理知识与实践的紧密联系。三、教学重、难点：三种门电路的逻辑关系以及门电路的实际应用。四、教学过程：演示实验引入课题火警报警装置用火柴点燃放在图示位置，结果听到喇叭鸣叫。问：1、为什么会有这样

2、的实验现象？2、中间的“黑盒子”是什么元件？我们今天的这节课就是要来探究实验现象产生的原因以及“黑盒子”里的元件。为此 让我们从稳恒电路的模拟世界进入实用的数字世界。一、数字电路和模拟电路电子电路中的信号：阅读材料（见附页）1、模拟信号：幅度随时间连续变化的信号例：正弦波信号、锯齿波信号等。勺2、数字信号：幅度不随时间连续变化，而是跳跃变化n nj弓I：数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路中最基本的电路叫做 “门”电路， （门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关电路，是数字电路的基本单元。门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端就有一个信号输出；反之， 门关闭）。它们在工作时

3、输入端和输出端的电势只有两种情况：一种为高电势（如12V）,另一种为低电势（如0V）,电路工作好像处在一种“是”和“非”的判断之中，因此叫做逻辑电路。首先来认识一下逻辑电路的种类：积件简图:积件简图:“与”门、“或”门、“非”门以及“与非”门、“或非”门和“异或”门（符号略）今天我们主要的任务是了解“与门、“或”门和“非”门的特点及其应用。三、逻辑电路的特点1、与”逻辑电路（and）演示实验（利用积件模拟教材演示实验）D.C.5V Toggle Switch Toggle Switch LEDD.C.5V Toggle Switch Toggle Switch条件结果开关A开关B灯泡L断断熄断

4、通熄通断熄通通D.C.5V Toggle Switch Toggle Switch LEDD.C.5V Toggle Switch Toggle Switch条件结果开关A开关B灯泡L断断熄断通熄通断熄通通亮D.C.5VToggle S储忙ti Toggle Switch电路图:引：上述实验现象的描述能否简单化呢？用数学语言描述表中的关系，就是：开关接通定义为V,断开定义为0，灯亮定义为1，熄定义为0。这样表格可以简化为：（2）真值表输入结果ABY00001010P 0111引：根据真值表归纳得出“与”逻辑的含义。（1）含义：与逻辑：决定事件发生的各条件中，所有条件都具备，事件才会发生（成立）

5、想想在实际生活中有没有“与”逻辑关系？如：为了保险柜的安全，安装了三把锁，那么只有当这三把锁同时被打开时保险柜才可以打开，充分体现了 “与”逻辑关系。在模拟电路中我们可以相应的符号来表示元件，如：电灯 -区，电阻-= 等。那么现在“与”门有没有心应的g号呢？（3）符号：A- o X,引：能否还用电脑积件来演示“与”门的逻辑关系演示1:演示1:按下其中任意一个ToggleSwitch（键），LED （灯）不亮演示2：按下两个Toggle Switch（键）,LED （灯）亮Toggle SwitchToggle SwitchToggle SwitchToggle Switch这样的演示对于简单电

6、路我们都认为是可信的，但对于我们刚刚认识的“与”门电路 你们不觉得怀疑吗？下面我们来看真实的演示实验：演示：晶体二极管“与”门电路让学生真正了解“与”门电路的内部用电器用电器利用实验图进行实际操作，教师演示 灯泡的亮、暗过程，学生演示喇叭、 风扇的工作情况，学生能够通过实验 感知“与”门电路的逻辑关系，有利 于对知识的掌握。分析左边电路图虚线框内电路特点， 即“与”门 电路的内部结构，当A或B接低电位（0）时， 其中的一个二极管导通，用电器两端没有电压， 不工作；只有当利用实验图进行实际操作，教师演示 灯泡的亮、暗过程，学生演示喇叭、 风扇的工作情况，学生能够通过实验 感知“与”门电路的逻辑关

7、系，有利 于对知识的掌握。引：“与”门电路的逻辑关系清楚了，实际应用也体会了，运用刚才的思路我们继续来学习“或”逻辑电路2、或逻辑电路（or）简单讲解教材演示实验，得出实验现象：电路图：B-L.J L条件结果开关A开关B灯泡L断断熄断通P亮通断亮通通亮引：上述实验现象的描述同样可以用数学语言来进行简化。由此可以得到“或”门的真值表 0（2）真值表输入结果ABY00001010P 0111引：根据真值表归纳得出或逻辑的含义。（1）含义：或逻辑：决定事件发生的各条件中，有一个或一个以上的条件具备，事件就会发生（成“或”逻辑关系在实际生活中有吗？如：我们同学的集体宿舍，每个同学都配有钥匙，无论谁开门

8、都能够进入宿舍引：在清楚了基本知识之后，我们也来进行演示实验，体会“或”门的逻辑关系演示：晶体二极管“或”门电路实验装 置图：实验装 置图：该实验由学生来分析和操作，课堂互该实验由学生来分析和操作，课堂互 动效果很好，另外实验现象比较明 显，课堂气氛可以调节。分析左边电路图虚线框内电路特点， 即“或”门 电路的内部结构，当A和B接低电位（0）时， 二极管截止，用电器两端没有电压，不工作；当 A或B接高电位（1）时，就有一个二极管导通， 用电器两端即获得电压，用电器能正常工作。引：对于“非”门电路的学习我想请学生仔细阅读教材，并根据前面知识得出相应内 容：3、洋”逻辑电路(not)讲解教材演示实

9、验，得出实验现象电路图：条件|结果开关A灯泡L断亮通暗弓1：上述实验现象的描述同样可以用数学语言来进行简化。由此可以得到“非”门的 真值表 0(2)真值表条件结果AY0110弓1：根据真值表归纳得出“非”逻辑的含义。(1)含义：非逻辑：决定事件发生的条件只有一个，条件不具备时事件发生(成立)，条件具备时事件不发生。(3) #1强调符号匕前间两个符号的/、同点弓1：二个门电路的知识找们学丁，卜而我们回到本节课的开始：火警报警演不实验。 进入例题一例题1、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时 电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。(1)要做到低温时电铃

10、不响，火警时产生高温， 电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么温度高时电铃会被接通？(3)为了提高该电路的灵敏度，即报警稳定调 的稍底些，R的值应大一些还是小一些？电路图：0 + 5 Vr忙一:电铃 00VP火警报警装置分析：略。利用实验器材进行演示，并揭开本节课开始引入的实验中黑盒子原来是 “非” 门元件。其中的第三小问题作为科学探究的第一个作业题。例题2、某同学设计了一个路灯自动控制门电 路，天黑了，让路灯自动接通，天亮r,让路灯 自动熄灭。图中Rg个光敏电阻，当有光线 照射时，光敏电阻的阻值会显著地减小。R是可 调电阻，起分压作用。J为路灯总开关控制继电 器。电路图：1、请

11、在虚线框内填入需要的门电路.2、如果路灯开关自动接通时天色还比较亮，现 要调节自动控制装置，使得它在天色较暗时才会 自动接通开关，应如何调节 R?说明道理。分析：略。利用实验器材让学生进行操作，用手电筒来控制光敏电阻，感受瓶愁暨笆 动控制情况。其中的第二小问题作为科学探究的第二个作业题。学生参阅教材”问题与练习”第四小题学生参阅教材”问题与练习”第四小题与逻辑电路的种类相呼应介绍“科学漫步”，并讲述集成电路在科技、生阅读材料（见附页）活中的广泛应用布置第三个科学探究课题：集成电路的历史、现在?及未来。总结全课内容，布置作业：问题与练习：1、2。板书设计科学探究1简单的逻辑电路 “或”电路 二真

12、值表 科学探究2 实际应用科学探究悟理附：阅读材料模拟信号与数字信号的特点模拟信号的特点：抗干扰能力较弱；对模拟信号进行处理；可能产生非线性 失真，特别是在信号比较强的情况下；模拟信号记录载体在记录和重放时都是靠转 动机构动转；因此无法避免抖晃现象；难以压缩。数子信号的特点：抗干扰能力强，无噪声积累；便于加密处理；与计算机 联网，便于用计算机对数字信号进行存储、处理和交换，可使通信网的管理、维护实 现自动化、智能化；设备便于集成化、微型化；便于构成综合数字网和综合业务 数字网；占用信道频带较宽。一路模拟电话的频带为4kHz,一路数字电话约占64kHz, 这是模拟通信目前仍有生命力的主要原因。周

13、期性的模拟信号可以看作是一系列按正弦函数变化的信号的叠加，如图（a）所示。数字信号是将模拟信号以一定的时间问隔，取出信号的大小，经过采样和处理后 换成二进制数的信号，如图（b）所示。（a）模拟信号（b）数字信号集成电路发展“年谱”1906年，美国物理学家德福列斯特研制成功了世界上第一根三极电子管，实现了 电子技术的第一次重大突破，1947年，美国人巴丁和布拉塔因一起发明了晶体管，实现了电子技术的第二次重 大突破。1958年9月，美国的杰克基尔发明了第一个错集成电路，这一发明具有划时代的 意义，它揭开了半导体科学与技术史上全新篇章，是人类在20世纪电子技术领域的第三次重大突破，为此，基尔比在 2000年获得了诺贝尔物理奖。集成电路的发展历史经历了以下阶段：1962年，制造出包含12个晶体管的小规模集成电路