高中物理 简单的逻辑电路教案2 新人教版选修3.docx
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高中物理简单的逻辑电路教案2新人教版选修3
2019-2020年高中物理简单的逻辑电路教案2新人教版选修3
课前预习学案
一、预习目标
1、知道数字电路和模拟电路的概念,了解数字电路的优点。
2、知道“与”门、“或”门、“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法
3、初步了解“与”门、“或”门、“非”门电路在实际问题中的应用
二、预习内容
1.数字电路:
处理的电路叫做数字电路。
2.门电路:
就是一种开关,在一定条件下它允许;如果条件不满足,信号就被阻挡在“门”外。
3.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。
具有的电路称为“与”门电路。
4.如果几个条件中,只要有一个条件得到满足,某件事就会发生,这种关系叫做,具有的电路叫做“或”门电路。
5.输出状态和输入状态呈现的逻辑关系,叫做“非”逻辑,具有的电路叫做“非”门电路。
三 、提出疑惑
课内探究学案
一、学习目标
1、感受数字技术对现代生活的巨大改变;
2、体验物理知识与实践的紧密联系;
3、突出自主探究、交流合作为主体的学习方式
二、学习过程
1.按照输入和输出关系的不同,可以将基本的逻辑门电路分为“与”门、“或”门、“非”门等。
(1)“与”门
理解:
当几个条件同时具备才能出现某一结果,这些条件与结果之间的关系称为“与”逻辑,具有这种逻辑的电路称为“与”门。
符号:
如图
特点:
①当A、B输入都为“0”时,Y输出为“0”;
②当A输入为“0”B输出为“1”或A输入为“1”B输出为“0”时,Y输出为“0”;
③当A、B输入都为“1”时,Y输出为“1”。
(2)“或”门
理解:
当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果,则这些条件与结果之间的关系称为“或”逻辑,具有这种逻辑的电路称为“或”门。
符号:
如图
特点:
①当A、B输入都为“0”时,Y输出为“0”;
②当一个输入“0”另一个输入为“1”时,Y输出为“1”;
③当A、B输入都为“1”时,Y输出为“1”。
(3)“非”门
理解:
当一种结果出现时,另一种结果一定不出现。
即输出Y是输入A的否定,这就是“非”逻辑,具有这种逻辑的电路称为“非”门。
符号:
如图
特点:
①当A输入为“1”时,Y输出为“0”;
②当A输入为“0”时,Y输出为“1”.
2.真值表
真值表是包含各种可能性在内的逻辑关系表,它包括两部分,一部分是所有输入逻辑变量的各种可能组合;另一部分是相应的输出。
右图是一种具有“与”逻辑功能的门电路。
把开关接通记为1,开关断开记为0,灯亮记为1,灯灭记为0,它的真值表为
输入
输出
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
0
0
1
0
0
0
1
1
0
1
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
例题:
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”,Y灯亮时记“1”,不两记“0”。
试完成下面真值表。
输入
输出
A
B
C
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
解析:
由图可知,开关A、B、C只要有一个闭合时,灯泡就亮,所以这个电路满足“或”门电路逻辑。
即当几个条件中只要有一个或一个以上具备就能出现某一结果,所以这是一个“或”门电路。
真值表如下:
输入
输出
A
B
C
Y
0
0
0
0
0
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
1
0
0
1
1
0
1
1
1
1
0
1
1
1
1
1
三、反思总结
四、当堂检测
1.走廊里有一盏灯,在走廊两端各有一个开关,我们希望不论那一个开关接通都能使灯点亮,那么设计的电路为()
A.“与”门电路
B.“非”门电路
C.“或”门电路
D.上述答案都有可能
2.如图所示电路为()
A.“与”门电路
B.“非”门电路
C.“或”门电路
D.无法判定
3.下面是逻辑电路及其真值表,此逻辑电路为,在真值表中X除的逻辑值为。
课后练习与提高
1.如图所示电路为()
A.“与”门电路B.“非”门电路
C.“或”门电路D.无法判定
2.有一个逻辑门电路的真值表如下表,试判断这是一个门电路,并在右图中画出电路符号。
3.下面是逻辑电路及其真值表,此逻辑电路为,在真值表中X除的逻辑值为。
4.下图左端表示输入端A、B的电势随时间变化的关系。
如果它们是“或”门的输入端,请在方框中画出输出端的电势随时间变化的关系。
探究:
下图是一个简单的车门报警电路图,图中的开关S1、S2分别装在汽车的两扇门上,只要有车门打开(电路处于开路状态),发光二极管就发光报警,请根据报警装置的要求,指出虚线方框是何种门电路。
2、非
3、或,1
4、解答:
来源:
2019-2020年高中物理简单的逻辑电路教案4新人教版选修3
1、“与”门应用
简单防盗报警器:
当放在保险箱前地板上的按钮开关被脚踩下而闭合同时安装在保险箱内的光敏电阻被手电筒照射时就会发出鸣叫声。
(如图1)
原理:
当盗贼踩到装在保险箱前地板上的按钮开关S时,“与”门的A输入端变为高电势;同时若安装在保险箱内的光敏电阻受到光照,其电阻值将变小,使“与”门的B输入端也变为高电势,根据“与”门的特点输出端Z变为高电势,电铃报警。
2、“或”门应用
简单车门报警电路:
当任意一个车门没有关好时,报警器发出警报。
原理:
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断开状态,“或”门的一个输入端就为高电势,根据“或”门的特点输出端Z变为高电势,发光二极管就发光报警。
3、“非”门应用
简易的火警报警电路:
正常情况下电铃不响,当火警发生时电铃响起。
(如图5)
原理:
当火警发生时,温度升高,
热敏电阻的阻值变小,输入端A点的电势变为低电势,根据非门的特点输出端Z变为高电势,蜂鸣器报警。
“与”门,“或”门和“非”门在逻辑电路中是最小的结构单位,用这三个基本门可以组合成复杂门和更加复杂的逻辑电路。
1、组合逻辑电路:
用基本门电路通过各种组合方式,可以达到不同的设计要求,从而构成各种组合逻辑电路。
2、“与非”门:
1)构成:
把一个与门的输出端接入一个非门的输入端,如图7。
2)“与非”门真值表:
输入
一级输出
最终输出
A
B
Z0
Z
0
0
0
1
0
1
0
1
1
0
0
1
1
1
1
0
3)“与非”门电路符号:
如图9。
3、“或非”门:
1)构成:
把一个或门的输出端接入一个非门的输入端,如图10。
2)“或非”门真值表:
输入
一级输出
最终输出
A
B
Z0
Z
0
0
0
1
0
1
1
0
1
0
1
0
1
1
1
0
3)“或非”门电路符号:
如图12。
4、“与或”门:
1)构成:
把一个与门的输出端接入一个或门的输入端,如图13。
2)“与或”门真值表:
输入
一级输出
最终输出
A
B
C
Z0
Z
0
0
0
0
0
0
0
1
0
1
0
1
0
0
0
0
1
1
0
1
1
0
0
0
0
1
0
1
0
1
1
1
0
1
1
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