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2019-2020年高中物理 第二章第十節(jié)簡單的邏輯電路導學案 新人教版選修3-1 一 教學目標 1．知道“與”門、“或”門及“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。 2．初步了解“與”門、“或”門及“非”門電路在實際問題中的應用 3．學會識別各種不同的門電路。 二 教學重點、難點 知道最基本的邏輯電路“與”門、“或”門和“非”門的功能。以及理解各種門電路的邏輯關系。 三 教學過程 新課引入：數碼產品、數字電視、DIS實驗、家電等。這些電器中都包含了“智能”化邏輯關系，今天我們就來學習簡單的邏輯電路。 新課講解： 1．數字信號與模擬信號：數字信號在變化中只有兩個對 立的狀態(tài)：“有”，或者“沒有”。而模擬信號變化則是連續(xù)的。調 節(jié)收音機的音量，聲音連續(xù)變化，聲音信號是“模擬”量。 圖示數字信號和模擬信號： 2．處理數字信號的電路叫數字電路我們 研究數字電路 研究邏輯電路 研究門電路 門電路是一種有一個或多個輸入端，只有一個輸出端的開關電路，是數字電路的基本單元。 門電路就像一扇門，當具備開門條件時，輸出端就有一個信號輸出；反之，門關閉，就有另一個信號輸出。 3．“與”門 在圖2.10-2中，使燈L亮的條件是 。 像這樣：如果一個事件的幾個條件都滿足后， 該事件才能發(fā)生，這種關系叫“與”邏輯關系。 具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電 路，簡稱“與”門。所以該電路是一個“與”門電路。課本P75的思考與討論?！芭c”門的符號如圖2.10-3所示。 輸入 結果 A B Y 一個開關有通、斷兩種情況，請在表1中填寫開關A、B通斷的四種可能組合及燈泡亮熄的不同情況。若用數學語言表述表1中的關系，就是：把開關接通定義為1，斷開定義為0，燈泡亮為1，熄為0。請用這種描述填寫表2 條件 結果 開關A 開關B 燈泡L 表 表 1 表2用數字描述了各種控制條件和控制結果，這種表格稱為真值表。 表2 由真值表可知，“與”門邏輯式Y= 。課本P76的演示 4．“或”門 在圖2.10-6中，使燈L亮的條件是 。 像這樣：如果幾個條件中只要有一個條件得到滿足， 某事件就會發(fā)生，這種關系叫“或”邏輯關系，具 有“或”邏輯關系的電路叫“或”門。課本P77的 思考與討論。 請在表3中填寫開關A、B通斷的四種可能組合及燈泡亮熄的情況。然后在完成“或”門的真值表。 條件 結果 開關A 開關B 燈泡L 輸入 結果 A B Y 表3 由真值表可知，“或”門邏輯式Y= 。 課本P78的演示表4 5．“非”門 在圖2.10-9中，使燈L亮的條件是 。 像這樣：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈相反的邏輯關系，叫“非” 邏輯，具有“非”邏輯關系的電路叫“非”門。 請列出開關A、B通斷的四種可能組合及燈泡亮熄的情況的表格。然后在繪出“或”門的真值表。 由真值表可知，“非”門邏輯式Y= 。課本P79的演示 6．集成電路 用晶體管、電阻等元件臨時裝配的電路，體積大，可靠性、穩(wěn)定性差。將元件集成在一塊硅片上的集成電路既縮小了體積，又方便、可靠，而且適用于系列化、標準化生產。 四 例題分析 例1：課本P81（1） 例2：課本P79例題1 R X Rt +5V 電鈴 0V 火警報警裝置 P D A Y 1 例3：如圖，一個火警報警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是一個阻值較小的分壓電阻。 （1）要做到低溫時電鈴不響，火警時產生高溫，電鈴響起。 在圖中虛線處應接入怎樣的元件？ （2）為什么溫度高時電鈴會被接通？ （3）為了提高該電路的靈敏度，即報警穩(wěn)定調的稍底些，R的 值應大一些還是小一些？ 五 針對訓練 1、 教室前門共有三把鑰匙，這三把鑰匙之間的關系是---------邏輯關系。請寫出邏輯符號以及真值表（鑰匙存在為“1”，不存在為“0”，門打開為“1”，未打開為“0”）。 鑰匙 結果 A B C Y 2、 十字路口的紅綠燈的關系是------------。 3、 樓梯過道中的電燈往往采用如圖電路控制，設高電壓為“1”，底電壓為“0”，試討論燈泡L的亮暗情況，并列出真值表 A B Y 4、 請試著寫出如圖中A、B、C及Y的真值表 5、 一個與門的輸出端與一個非門的輸入端相連形成一個與非門，如圖（1）所示。已知輸入A、B的波形如圖（2）所示，試畫出Y的波形圖 六、能力訓練 1、 如圖所示為三個門電路符號，下列判斷正確的是 A、 甲為“非”門、乙為“與”門、丙為“或”門 B、 甲為“與”門、乙為“或”門、丙為“非”門 C、 甲為“非”門、乙為“或”門、丙為“與”門 D、 甲為“或”門、乙為“與”門、丙為“非”門 2、 如圖所示是一個溫度報警電路，R1為熱敏電阻，R2為可變電阻，是斯密特觸發(fā)器，為蜂鳴器，（1）請你說明工作原理，（2）怎樣能夠使熱敏電阻在感測到更高的溫度時才報警？ 3、 如圖所示為熱水系統(tǒng)的恒溫器電路，當溫度低時，熱敏電阻的電阻很大，溫度高時，熱敏電阻的電阻就很小。只有當熱水器中有水或水的溫度低時，發(fā)熱器才會開啟并加熱，反之，便回關掉發(fā)熱器。 （1） 圖中虛線框中應接入一個什么邏輯電路？ （2） 為將水溫調高一些，應如何改變可變電阻的阻值？