高中物理人教版 (新课标)选修311 简单的逻辑电路学案设计

课题

2.11 简单的逻辑电路

学习目标

1、通过自学能说出数字电路和模拟电路的概念，及数字电路的优点。

2、能说出“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。

3通过交流、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用

学习重、难点

重点 三种门电路的逻辑关系。

难点 数字信号和数字电路的意义。

学法指导

结合实例加强对逻辑电路的理解与应用。

课前预习

一、数字电路中最基本的逻辑电路——门电路

1．数字信号变化的两个状态：“______________”或者“__________”．

2．数字电路

(1)概念：处理______________的电路．

(2)功能：研究电路的______________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________时，输出端才是1.

3．真值表

“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示．

三、“或”门

1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有________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

四、“非”门

1．逻辑关系：输出状态和输入状态________．

2．符号：____________，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______时，输出端是______．

3．真值表

五、集成电路

1．构成：以半导体材料为基片，将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块________上．

2．优点：________小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等.

预习评价

1、      十字路口的红绿灯的关系是------------。

2、      楼梯过道中的电灯往往采用如图电路控制，设高电压为“1”，底电压为“0”，试

讨论灯泡L的亮暗情况，并列出真值表

课堂学习流程设计

用案人自我创新

【课程导学】

一、“与”门

[问题情境]

图1

如图1所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡L，显然，只有A“与”B同时闭合时，灯泡L才会亮．在这个事件中，A、B闭合是条件，灯泡L亮是结果．那么它们体现了什么逻辑关系呢？

1．什么是“与”逻辑关系？

2．什么是“与”门？

[要点提炼]

1．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种逻辑关系叫做“______”逻辑关系．

2．具有“与”逻辑关系的电路称为“________”门电路．

[问题延伸]

1．数字信号的图形特征是________，模拟信号的图形特征是______．

2．如何确定逻辑“1”和“0”？“1”和“0”是分别代表两种________(填“相同”、“相反”或“相似”)状态的代码，例如开关断开代表“0”状态，接通代表“1”状态．

二、“或”门

[问题情境]

图2

如图2所示，两个开关A、B并联，控制同一灯泡Y，在这个电路中，A“或”B闭合时，灯泡Y就亮．它们体现了什么逻辑关系？

1．什么是“或”逻辑关系？

2．什么是“或”门？

[要点提炼]

1．如果几个条件中，____________条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系．

2．具有“或”逻辑关系的电路叫做“________”门．

三、“非”门

[问题情境]

如图3所示，当开关A接通时，灯泡Y被短路而不亮；当开关A断开时，灯泡Y是通路而被点亮．这体现了什么逻辑关系？

图3

1．什么是“非”逻辑关系？

2．什么是“非”门？

[要点提炼]

1．输出状态和输入状态__________的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系．

2．具有“非”逻辑关系的电路叫做“________”门．

【范例精析】

例1 现在的银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件之间体现了一种怎样的逻辑关系？

变式训练1 从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？请你分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？

例2 在如图4所示的逻辑电路中，当A端输入电信号“1”、B端输入电信号“0”时，则在C和D端输出的电信号分别为(  )

图4

A．1和0                                 B．0和1

C．1和1                                 D．0和0

达标检测

A类

1.教室前门共有三把钥匙，这三把钥匙之间的关系是---------逻辑关系。请写出逻辑符号以及真值表（钥匙存在为“1”，不存在为“0”，门打开为“1”，未打开为“0”）。

2.请试着写出如图中A、B、C及Y的真值表

3、      一个与门的输出端与一个非门的输入端相连形成一个与非门，如图（1）所示。已知输入A、B的波形如图（2）所示，试画出Y的波形图

B组

1、      如图是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，高温时电阻很小，R是一个阻值较小的分压电阻。

（1） 要做到低温时电铃不响，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，即报警温度调得稍抵些，R的值应大一些还是小一些？

2、      如图所示为三个门电路符号，下列判断正确的是

A、      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

3、      如图所示是一个温度报警电路，R1为热敏电阻，R2为可变电阻，是斯密特触发器，为蜂鸣器，（1）请你说明工作原理，（2）怎样能够使热敏电阻在感测到更高的温度时才报警？

4、      如图所示为热水系统的恒温器电路，当温度低时，热敏电阻的电阻很大，温度高时，热敏电阻的电阻就很小。只有当热水器中有水或水的温度低时，发热器才会开启并加热，反之，便回关掉发热器。

（1） 图中虚线框中应接入一个什么逻辑电路？

（2） 为将水温调高一些，应如何改变可变电阻的阻值？

学

习

反

思