2023学年高中物理 第3章 从电表电路到集成电路 35 规律电路与集

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学习目标知识脉络1.了解简单的规律电路，通过试验，了解“与〞“或〞和“非〞规律电路的规律关系．(重点、难点)2．了解规律电路在现实生活中的意义．3．了解集成电路及其广泛应用.[自主预习·探新知][知识梳理]

一、规律电路

1．“与〞门电路：假使一个事件和几个条件相联系，当这几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫作“与〞规律关系，具有这种规律关系的电路称为与门电路，简称与门．如图3-5-1所示．

图3-5-1

2．“或〞门电路：假使几个条件中，只要有一个条件满足，事件就会发生，这种关系叫“或〞规律关系，具有这种规律关系的电路叫或门电路，简称或门．如图3-5-2所示．

图3-5-2图3-5-3

3．“非〞门电路：假使条件满足时事件不能发生，而条件不满足时，事件就能发生，即输出状态和输入状态呈相反的规律关系，这种关系叫“非〞规律关系，具有这种规律关系的电路叫非门．如图3-5-3所示．

二、规律电路的应用和集成电路1．规律电路的应用

(1)电热水器的水位传感器和水温传感器连接的是“与〞门电路．(2)车门报警器是“或〞门电路．2．集成电路

(1)组成：集成电路是将二极管、三极管、电阻和电容等元件，依照电路结构的要求制作在

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一小块半导体材料上，形成一个完整的、具有一定功能并经过封装而制成的电路．

(2)优点：集成电路与由分立元件组装的普通电路相比，具有重量轻、体积小、性能好和省电等多项明显优势．

[基础自测]

1．思考判断(正确的打“√〞，错误的打“×〞．)

(1)“与〞门电路中，只要A、B两个输入端有一个是“1〞时，输出端就是“1〞．(×)(2)“非〞门电路的规律关系是输出状态与输入状态相反．(√)(3)输入端为“1〞时输出端是“0〞的电路就是“或〞电路．(×)

(4)电热水器只有在水箱充满水，而且水温低于某一温度时，加热开关才接通，因此可采用“或〞门电路．(×)

(5)汽车的两个车门其中一个被开启时，发光二极管就会报警，因此可以采用“或〞门电路．(√)

(6)集成电路的优点是重量轻、体积小，性能好和省电等．(√)

(1)ד与〞门电路中，A、B两个都输入“1〞时，输出端才是“1〞．(3)×输入端为“1〞，输出端是“0〞的电路是“非〞电路．(4)×电热水器是“与〞门电路．

2．走廊里有一盏电灯，在走廊两端各有一个开关，假使要求不管哪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C．“或〞门电路

B．“非〞门电路D．上述答案都有可能

C[不管哪个开关接通都能使电灯点亮，那么设计的电路只能为“或〞门电路，故正确答案为C.]

3．为了保障行驶安全，一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置：只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动．假使规定：车门关紧时为“1〞，未关紧时为“0〞；当输出信号为“1〞时，汽车可以正常启动行驶，当输出信号为“0〞时，汽车不能启动．能正确表示该控制装置工作原理的规律门是()

A．“与〞门C．“非〞门

B．“或〞门D．“与非〞门

A[由题意知只要有一扇门没有关紧，汽车就不能启动，也就是说只有两扇门都关紧，汽车才能正常启动，所以该控制装置工作原理的规律门是“与〞门，故A正确．]

[合作探究·攻重难]

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三种门电路的对比1．三种门电路的真值表

(3)“非〞门的真值表

输入结果A012．三种门电路的对比门电路种类类比电路图Z10规律关系两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，“与〞门规律关系可示意为＝C两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要“或〞门条件，规律关系可示意为规律关系表示为A?－C，C表示结果成立，－C表示结果不成立“非〞门-3-

如图3-5-4所示是一个火灾报警装置的规律电路图．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．

图3-5-4

(1)要做到低温时电铃不响，火灾时产生高温，电铃响起．在图中虚线处应接入怎样的元件？(2)为什么高温时电铃被接通？

(3)为了提高该电路的灵敏度，即报警温度调得稍低些，R的值应大一些还是小一些？思路点拨：①理解“与〞“或〞“非〞门的特点；②理解电铃响起的原因；③理解灵敏度的意义．

(1)温度较低时Rt的阻值很大，R比Rt小得多，因此P、X之间电压较大，要求此时电铃不响，说明输出给电铃的电压应当较小，输入与输出相反，可见虚线处应接入的元件是“非〞门．

(2)当高温时Rt的阻值减小，P、X之间电压降低，输入低电压时，从“非〞门输出的是高压，电铃响起．

(3)由前面分析可知，若R较大，由于它的分压作用，Rt两端的电压不太高，则外界温度不太高时，就能使P、X之间电压降到低电压输入，电铃就能响，因此R较大些，反应较灵敏．

(1)“非〞门(2)见解析(3)R应大些

解答规律电路的方法和思路

(1)从规律关系入手，必需同时具备的为“与〞规律，几者取其一的为“或〞规律，否定关系的为“非〞规律．

(2)研究规律关系的基本思路：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；③写出真值表或规律表达式．

[针对训练]

1．规律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〞，以下说法中正确的是()

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A．“1〞表示电压为1V，“0〞表示电压为0V

B．“1〞表示电压大于或等于1伏，“0〞表示电压一定为0VC．“1〞和“0〞是规律关系的两种可能值，不表示具体的数字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

C[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．若把高电位看作有信号，表示某个条件存在或信号能通过，以符号“1〞表示，这种规律关系称为正规律，反之则称为负规律．在寻常状况下，不加说明的都指正规律，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，A、B、D错误．]

2．在车门报警电路中，两个按钮开关分别装在汽车的两扇门上，只要有开关处于断开状态，报警灯就发光．能实现此功能的电路是()

D[根据规律电路可知，只要有开关处于断开状态，报