高中物理选修3-1学案2：2.11简单的逻辑电路

2.11简单的逻辑电路
自主学习
一、数字电路
处理数字信号的电路叫做数字电路，具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路；最基本的逻辑电路是门电路.
二、常见的几种门电路
1.“与”门：如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，我们把这种关系叫做“与”
逻辑关系；具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门.其符号为. 2.“或”门：如果几个条件中，只要有一个条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系；具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门.
其符号为.
3.“非”门：输出状态和输入状态相反的逻辑关系叫做“非”逻辑关系；具有“非”逻辑关系的电路叫做“非”门.
其符号为.
重点突破
一、模拟信号和数字信号
1.数字信号：在变化中只有两个对应的状态，“有”或者“没有”常用“0”或“1”表示，这样的信号叫数字信号，处理数字信号的电路叫数字电路.
2.模拟信号：能够连续变化的信号叫做模拟信号.
3.门电路实质上就是一种开关电路，逻辑关系就是指条件对结果的控制关系；门电路可以由二极管、三极管等分立元件构成，也可以由集成电路构成.
二、三种简单的门电路
1.“与”门电路
(1)“与”就是一起的意思，故“与”逻辑可以理解为只有一起进门，门才能打开.
(2)符号“&”表示“和”，就是英文“and”的意思.
(3)“与”门电路的特点：有零为零，全一为一.
(4)真值表：
2.“或”门电路
(1)符合“≥1”表示两个输入信号的和必须大于或等于1.
(2)“与”门电路的特点：有一为一，全零为零.
(3)真值表：
3.“非”门电路
(1)“1”表示缓冲，“0”表示反向.
(2)“非”门电路的特点：入一出零，入零出一.
(3)真值表：
三、复合门电路
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.
可简化为
真值表：
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.
可简化为
真值表：
自主检测
1.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
2.如图所示为三个门电路符号,A输入端全为“1”,B输入端全为“0”。

下列判断正确的是()
A.甲为“非”门,输出为“1”
B.乙为“与”门,输出为“0”
C.乙为“或”门,输出为“1”
D.丙为“与”门,输出为“1”
3.(多选)如图所示是温度报警器的示意图,R T是热敏电阻,其阻值随温度升高而减小,下列对此电路的分析正确的是()
A.当R T的温度升高时,R T减小,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器就会发出报警声
B.当R T的温度升高时,R T减小,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器就会发出报警声
C.当增大R1时,A端电势升高,Y端电势降低,蜂鸣器就会发出报警声
D.当增大R1时,A端电势降低,Y端电势升高,蜂鸣器就会发出报警声
4.如图所示,试判断这是一个什么逻辑门电路。

A、B、C闭合时记“1”,断开时记“0”;P灯亮时记“1”,不亮时记“0”,试完成下面的真值表。

5.电动机的自动控制电路如图所示,其中R H为热敏电阻,R L为光敏电阻。

当温度升高时,R H的阻值远小于R1;当光照射R L时,其阻值远小于R2,为使电动机在温度升高或受到光照时能自动启动,电路中虚线框内应选门逻辑电路;若要提高光照时电动机启动的灵敏度,可以(选填“增大”或“减小”)R2的阻值。

6.如图所示,将两个“非”门和一个“与”门组成一个复合门电路,请写出该门电路的真值表。

7.某学校广播站欲招新成员,期中考试各科成绩均在75分以上或语文成绩在85分以上的同学均可报名。

请分析这种情况的逻辑关系。

[答案]
1.[解析]: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,故选项A正确。

[答案]:A
2.[解析]:甲为“非”门,输出为“0”;乙为“或”门,输出为“1”;丙为“与”门,输出为“0”,则只有选项C 正确。

[答案]:C
3.[解析]:R T温度升高时,R T减小,电压降减少,A端电势升高,由于是“非”门电路,所以Y端电势降低,蜂鸣器就会发出报警声,选项A错误,选项B正确;当增大R1时,R1的电压降增大,A端电势升高,则Y端电势降低,蜂鸣器发出报警声,选项D错误,选项C正确。

[答案]:BC
4.[解析]:由题图可知,开关A、B、C只要有一个闭合,灯泡便亮,所以是“或”门电路。

其真值表如下表所示。

[答案]:见[解析]
5.[解析]:电路中的逻辑关系是“或”逻辑关系,故虚线框内应选“或”门电路。

增大R2的阻值,可增大电动机的电压,此时R L的阻值改变较小时,就可以使电动机启动,故增大R2可提高光照时电动机启动的灵敏度。

[答案]:或增大
6.[解析]:两个“非”门的真值表如下:
则所求真值表如下:
[答案]:见[解析]
7.[解析]:本题条件为期中考试各科成绩均在75分以上或语文成绩在85分以上,即满足各科均在75分以上或满足语文成绩在85分以上均能报名,结果为可以参加广播站新成员的报名,所以为“或”逻辑关系。

[答案]:见[解析]。