高中物理 第二章 恒定电流 2.11 简单的逻辑电路学案(新人教版)选修3-1

1、2.11 简单的逻辑电路【学习目标】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”、“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系。3. 知道真值表，会用真值表来表示一些简单的逻辑关系。4. 通过简单的逻辑电路的设计，体会逻辑电路在现实生活中的意义。5. 初步了解集成电路，关注我国集成电路以及无器件研究的发展情况。一、数字电路中最基本的逻辑电路是门电路1数字信号变化的两个状态： 或者“没有”。2数字电路(1)概念：处理数字信号的电路。(2)功能：研究电路的逻辑功能。二、“与”门1逻辑关系：一个事件的 同时满足时事件才能发生2符号：，其中“&”具有 的意思，象征A与B两个输入端都

2、是1时，输出端才是1。3真值表“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示。输入输出ABY000010100111三、“或”门1逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要 满足事件就能发生。2符号：，“1”象征当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1。3真值表输入输出ABY000011101111四、“非”门1逻辑关系：输出状态和输入状态 2符号：AY，其中矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端是0。3真值表输入输出AY0110五、集成电路1构成：将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在同一硅片上。2优点：体积小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等。答案

3、 一 、“有” 二、 几个条件；“与” 三、 有一个条件；四、相反知识点一 三种门电路的类比理解门路种类类比电路图逻辑关系与门两个电键都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为C或门两个电键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【名师点睛】(1)上述类比中都是电键闭合作为满足条件，灯泡亮作为结果成立进行类比的(2) 条件成立或结果成立对应逻辑门电路中的“1”，相反时对应“0”，“1”、“0”是逻辑关系中的两种取值，不表示具体数字。知识点一 三种门电路的类比理解【典例1】 如图所示是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图

4、中的两个按钮开关S1、S2分别装在汽车的两道门上只要其中任何一个开关处于开路状态，发光二极管(报警灯)就发光。请你根据报警装置的要求，列表分析开关状态与发光二极管的发光状态，指出是何种门电路，并在图中画出这种门电路的符号。【典例2】 某同学设计了一个楼道应急灯的控制电路，如图所示，当电网停电时，应急灯自动打开，来电时，应急灯自动熄灭。图中R1、R2为分压电阻，以使门电路获得合适的电压，J为应急灯开关控制继电器(图中未画应急灯电路)，请在虚线框内填入需要的门电路符号。知识点二 复杂逻辑电路 “与”门、“或”门、“非”门是三种最基本的门电路，在解决实际问题时，往往用简单的门电路解决不了问题，要进行

5、组合后才能得到所期待的结果解决这类问题的关键是利用好逻辑关系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。如图所示：可简为其真值表为输入输出输入输出A1B1Y1A2Y2000010100110001111102.“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。如图所示：可简为其真值表为输入输出输入输出A1B1Y1A2Y200001011101011011110知识点二 复杂逻辑电路【典例探究】【典例3】如图，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() A甲是“与门

6、”，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” 【典例4】一个门电路的两个输入端A、B与输出端Y的波形如图所示，则可知该门电路是() A“与”门B“或”门C“与非”门D“或非”门 【典例5】下面的门电路中，它们的输出结果正确的是(输入信号如图所示)() 答案与解析1. 【答案】 见解析【解析】驾驶员离开汽车时，两个车门均处于关闭状态，跟两个车门对应的开关S1和S2均闭合，这时发光二极管不会发光报警为什么这时发光二极管不发光呢？原来S1和S2闭合后，电流不通过发光二极管当有其他人打开了某一个门时，S1或S2就处于断开状态，这时就有电流通

7、过发光二极管，使其发光报警，可见，这一装置实际上是一个“或”门电路开关状态及发光二极管发光状态对应如下表：S1S2发光状态000011101111虚线框内门电路符号如下图所示。2. 【答案】见解析【解析】 停电时R1、R2两端均无电压，即门电路无输入，应急灯自动打开，所以可以判断为“非”门符号如图所示。3. 【答案】B4. 【答案】C 【解析】由图象可知，当A、B均有输入时，输出与其相反，当有一端有输入时，无输出，故为“与非”门，C正确，A、B、D均错误。5. 【答案】D【解析】选项A中，“与”门输出“0”，“非”门输出“0”，则“或”门输出“0”，选项A错误；选项B中，“与”门输出“1”，“

8、非”门输出“0”，则“或”门输出“1”，选项B错误；选项C中，“或”门输出“1”，非门输出“1”，则“与”门输出“1”，选项C错误；选项D中，“或”门输出“1”，“非”门输出“1”，则“与”门输出“1”，选项D正确。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伏，“0”表示电压一定为0 VC“1”和“0”是逻辑关系的两种可能值，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2. 下面是逻

9、辑电路及其真值表，此逻辑电路为_ _门电路，在真值表中X处的逻辑值为_输入输出ABZ00001110X1113. 如图所示是模拟路灯的光控电路，RL为光敏电阻，LED为发光二极管，为实现LED天暗时发光、天亮时熄灭，下列说法中正确的是()A虚线框内的元件是“与”门B虚线框内的元件是“或”门C要求在天更暗时LED点亮，应该将R的阻值调大些D要求在天更暗时LED点亮，应该将R的阻值调小些4火警自动报警器用“非门”、电位器、热敏电阻、蜂鸣器和电池等按图连接，调节电位器使蜂鸣器正好不报警，然后用火焰靠近热敏电阻，蜂鸣器就会发出报警信号在不报警时，P为低电位记“0”，报警时，P为高电位记“1”试问：(1

10、)报警时，A点电位为高电位“1”还是低电位“0”？(2)当用火焰靠近热敏电阻时，热敏电阻的阻值是增大还是减小？答案与解析1.【答案】C【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位看做有信号，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。2.【答案】“或” 1【解析】逻辑电路分为“或”门电路、“与”门电路和“非”门电路，本题为“或”门电路，由图表中输入和输出的关系，得出X值应为1。3.【