高中物理第二章恒定电流简单的逻辑电路学案新人教版选修

2.10 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”和“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,关注我国集成电路的发展情况。

【知识导学】

1.数字电路

(1)数字信号:数字信号在变化中只有两个对立的状态:“①有”或者“②没有”。

(2)数字电路:处理数字信号的电路叫作数字电路,具有③逻辑功能的数字电路叫作逻辑电路。

2.“与”门

(1)门:所谓“门”,就是一种开关,在一定的条件下它允许信号通过,如果条件不满足,信号就被④阻止在“门”外。

(2)“与”门:如果一个事件的几个条件⑤都满足后,该事件才能发生,这种逻辑关系叫作“与”逻辑关系。具有“与”逻辑关系的电路称为⑥“与”门电路。简称⑦“与”门。

(3)“与”门的符号:⑧。

(4)真值表:记录用数字“1”和“0”表示的各种控制⑨条件和控制⑩结果的表格叫作真值表。

3.“或”门

(1)“或”门:如果几个条件当中,只要有一个条件得到满足,该事件就会发生,这种关系叫作“或”逻辑关系;具有“或”逻辑关系的电路叫作“或”门。

(2)“或”门的符号:。

4.“非”门

(1)“非”门:输出状态与输入状态相反的逻辑关系叫作“非”逻辑关系,具有“非”逻辑关系的电路叫作“非”门。

(2)“非”门的符号:。

【三“点”探究】

主题1:“与”门电路

阅读教材中“‘与’门”标题下的相关内容,回答下列问题。

(1)商品房楼道中的路灯什么条件下才会发光?此种“条件”与“结果”之间的关系是什么逻辑关系?

(2)如果用数字“1”来表示声控、光控开关的接通,用数字“0”来表示声控、光控开关的断开,路灯接通定义为“1”,断开定义为“0”,试完成以下状态表和真值表:

条件结果

声控开关A 光控开关B 路灯L

输入输出

A B Y

主题2:“或”门电路

阅读教材中“‘或’门”标题下的内容,回答下列问题。

(1)业务员去供货商处提货,但必须先支付货款,他可以用现金支付或者用银联卡支付,也可用支票支付。那么支付方式与提货之间是什么逻辑关系?

(2)我国动车实行实名制售票,可以凭身份证上车,也可凭车票上车。现在有一个验证机和一个验票机,试为进站口设计一个逻辑电路来控制栏杆的开、关。

主题3:“非”门电路

阅读教材中“‘非’门”标题下的内容及“例题”,回答下列问题。

(1)十字路口的红绿灯之间的关系是什么逻辑关系?

(2)图示是某同学设计的楼道应急灯的控制电路,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是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。

【知识运用】

1.逻辑电路的信号有两种状态:一种是高电位状态,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 V

B.“1”表示电压大于或等于1 V,“0”表示电压一定为0 V

C.“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

2.图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.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.图示为由两个“非”门和一个“或”门组成的一个复合门电路,请在下表中填写该门电路的真值表。

输入输出

A B Y

4.由某门电路构成的一简单控制电路如图所示,其中R'为光敏电阻,光照射时电阻很小,R为变阻器,L为小灯泡。其工作情况是:当光敏电阻受到光照射时,小灯泡L不亮,不受光照时,小灯泡L亮。

(1)请在电路中虚线框内画出该门电路符号。

(2)该门电路是。

【拓展提升】

拓展一、对逻辑电路的理解

1.图示是一同学为某种体育比赛设计的裁判门电路,如果裁判认为合格,则定义为1,认为不合格则定义为0,最终运动员成绩有效定义为1,无效定义为0, 请完成其真值表,你能从中分析出裁判规则吗?

输入输出

主裁判A 副裁判B 副裁判C 成绩Y

0 0 0

0 0 1

0 1 0

0 1 1

1 0 0

1 0 1

1 1 0

1 1 1

拓展二、逻辑电路的应用

2.图示是一个应用某逻辑电路制作的简单车门报警电路图。图中的两个按钮开关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,并指出是何种门电路,在图中画出这种门电路的符号。

【补充学习材料】

【反思总结】

2019-2020学年高考物理模拟试卷

一、单项选择题：本题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的

1．用国际单位制的基本单位表示磁感应强度的单位，下列符合要求的是（）

A．Wb•m2B．Wb/m2C．N•m/A D．kg/（S2•A）

2．下列用来定量描述磁场强弱和方向的是（）

A．磁感应强度B．磁通量C．安培力D．磁感线

3．2020年3月15日中国散列中子源利（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科技大学进行了考古方面的研究。散射中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CNSN是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（）

A．α粒子轰击14

7N，生成17

8

O，并产生了中子

B．238

92

U经过4次α衰变，2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个

C．放射性β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗

D．核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度

4．如图所示为某一电场中场强E-x图像，沿x轴正方向，电场强度为正，则正点电荷从x1运动到x2，其电势能的变化是

A．一直增大

B．先增大再减小

C．先减小再增大

D．先减小再增大再减小

5．如图所示，弹簧振子在a、b两点间做简谐振动当振子从平衡位置O向a运动过程中

A．加速度和速度均不断减小

B．加速度和速度均不断增大