2018-2019学年物理同步人教版选修3-1学案：第二章 第11节 简单的逻辑电路 Word版含解析

第11节简单的逻辑电路1.处理数字信号的电路称为数字电路。

2．逻辑电路是指具有逻辑功能的数字电路，基本的逻辑电路有“与”、“或”、“非”三种门电路。

3．在逻辑运算中，可用真值表表示各种控制条件和控制结果；在真值表中，用逻辑值“1”表示满足条件(或有信号输入)，用逻辑值“0”表示条件不满足(或没有信号输入)，对于输出，用“1”表示产生结果(或有信号输出)，用“0”表示没有产生结果(或没有信号输出)。

一、门电路1．数字信号变化的两个状态“有”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。

3．“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过；如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。

二、“与”门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．符号，其中“&”具有“与”的意思，象征A与B两个输入端都是1时，输出端Y才是1。

“1”、“0”是逻辑关系中的两种取值，不表示具体数字。

3．真值表三、“或”门1．逻辑关系某事件的发生有几个条件，但只要有一个条件满足，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”门和集成电路1．“非”门(1)逻辑关系：输出状态和输入状态相反。

(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1时，输出端是0。

(3)真值表2．集成电路(1)构成：将组成电路的元件(如电阻、电容、晶体管等)和连线集成在一块基片上。

(2)优点：体积小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等。

1．自主思考——判一判(1)“与”门电路中，只有A、B两个输入端都是“0”时，输出端才是“1”。

(×)(2)“与”门电路中，A、B两个输入端中只要有其中一个为“1”，输出端就为“1”。

(×)(3)输入端为“1”时输出端是“0”的门电路就是“或”门。

(×)(4)两个输入端都为“1”时，输出端为“1”的门电路就是“与”门。

(×)2．合作探究——议一议(1)如图，为了方便及节约用电，宿舍楼楼道里安装有声光控灯，这种灯在有光或没有声音时，不亮；而在无光又有声音时，灯就会自动点亮。

灯的控制里面有什么逻辑关系呢？提示：说明灯的控制里面有“与”逻辑关系。

(2)马路两旁的路灯，天黑了，路灯自动接通，天亮了，路灯又自动熄灭，它体现了什么逻辑关系？提示：“非”逻辑关系。

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的取值，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解析：选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，且用符号“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，用符号“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，是两种变量的两种可能的取值。

C选项正确。

2．在登录你的微信(或QQ)的过程中，要有两个条件，一个是用户名，一个是与用户名对应的密码，要完成这个事件(登录成功)，它们所体现的逻辑关系为() A．“与”关系B．“或”关系C．“非”关系D．不存在逻辑关系解析：选A当几个条件同时具备才能出现某一结果时，这些条件与结果之间的关系称为“与”逻辑关系。

在登录微信时，只有用户名和对应的密码同时正确才能成功，反映的逻辑关系是Y＝A×B，所以为“与”逻辑关系。

故选A。

3．如图所示为三个基本逻辑电路的符号，A输入端全为“1”，B输入端全为“0”。

以下判断正确的是()A．甲为“非”逻辑电路符号，输出为“1”B．乙为“或”逻辑电路符号，输出为“1”C．乙为“与”逻辑电路符号，输出为“0”D．丙为“与”逻辑电路符号，输出为“1”解析：选B根据门电路的符号特点可知，甲为“非”逻辑电路符号，A输入端为1时，输出为“0”，A错；乙为“或”逻辑电路符号，A输入端为“1”，B输入端为“0”时，输出为“1”，B对，C错；丙为“与”逻辑电路符号，A输入端为“1”，B输入端为“0”时，输出为“0”，D错。

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。

其真值表为2．“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。

其真值表为[典例]如图所示，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()A．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复合门电路真值表的确定方法1．如果A、B输入分别经过一个“非”门电路，它们各自的输出Y1、Y2又组成一个“与”门电路或“或”门电路，最后输出Y，则Y的值直接取决于Y1、Y2。

2．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．如图是一个三输入端复合门电路，当C端输入“1”时，A、B端输入为何值时输出端Y输出“1”()A．00B．01C．10 D.1 1解析：选D此复合门电路由两个“与门”组成，故A、B输入都是“1”时，Y输出“1”，故D正确。

2．如图所示为两个“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。

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：答案：见解析1．[多选]在基本逻辑电路中，何种逻辑门电路，当所有输入均为“0”时，输出不是“1”()A．“与”门电路B．“或”门电路C．“非”门电路D．都不可能解析：选AB当所有输入都为“0”时，“与”门电路输出为“0”，“或”门电路输出为“0”，“非”门电路输出为“1”，A、B对，C、D错。

2．有一逻辑门电路的真值表如右表所示，试判断这是一个什么类型的逻辑门电路()A.“与”门C．“或”门D．“与非”门解析：选B由该逻辑门电路的真值表可以看出输出端与输入端是相反的关系，故选B。

3．[多选]“或”门电路的逻辑关系可表示为Y＝A＋B，则下列关于“或”门的逻辑关系中结果正确的是()A．0＋0＝0 B．0＋1＝1C．1＋0＝1 D．1＋1＝0解析：选ABC根据“或”门的逻辑关系可知，选项A、B、C均正确。

4．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。

如果规定：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逻辑门是()A．“与”门B．“或”门C．“非”门D．“与非”门解析：选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逻辑门是“与”门，故A正确。

5．下表是某逻辑电路的真值表，该电路是()解析：选D根据该逻辑电路的真值表可以判断，该门电路是一个“与”门电路和一个“非”门电路的组合，选项D正确。

6.在如图所示的逻辑电路中，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()A．1和0 B．0和1C．1和1 D．0和0解析：选C B、D间是“非”门，当输入信号为“0”时D端输出为“1”，故A、D错误；D、A共为“与”门的输入端，由“与”门的真值表可知输出端C为“1”，故B错误，C正确。

7．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()解析：选C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“或非”复合门电路，C选项正确。

8.如图所示由门电路组成的电路，输出端为“1”，指示灯L亮，输出端为“0”，指示灯L不亮，现要使灯L亮，则A、B两输入端分别是()A．“1”、“1”B．“0”、“0”C．“1”、“0”D．“0”、“1”解析：选B要使灯L亮，“非”门的输出应该为“1”，故“非”门的输入应为“0”；故“或”门的两个输入端都应该为“0”。

9．如图所示的电路图是一个应用“非”门构成一个简易火警报警电路，则图中X框、Y框中应是()A．X为热敏电阻，Y为可变电阻B．X为热敏电阻，Y为开关C．X为可变电阻，Y为热敏电阻D．X、Y均为热敏电阻解析：选C热敏电阻受热后，电阻减小，A端出现低电位，经过“非”门后使L两端出现高电位，产生报警信号。

10.如图所示为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡。

光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R。

该逻辑电路是______(选填“与”“或”或“非”)门电路。

当电阻R′受到光照时，小灯泡L将________(选填“发光”或“不发光”)。

解析：由门电路简化图可知该逻辑电路是“非”门电路，电阻R′受到光照时，R′远小于R，“非”门电路输入电势降低，输出电势升高，灯泡L两端电压升高，灯泡L发光。

答案：非发光11．图甲、乙表示输入端A、B的电势随时间的变化关系。

甲乙丙求：图丙中输出Y随时间变化的关系。

解析：由题图可以看出，输出Y是A、B的“与”逻辑关系的输出信号，因此，首先作出A、B、Y的真值表，然后再确定输出Y与时间的变化关系。

A、B、Y的真值表如下：答案：U Y随时间的变化如图所示。

12．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()解析：选D B、C选项电路中，当开关断开后，没有电流通过灯泡，故不正确。

A选项电路中，是“与门”电路，两个开关同时断开，灯才发光，不正确。

D选项的电路是“或”门电路，只要有一个断开，灯泡就亮，D正确。