物理选修311 简单的逻辑电路导学案

2.11 简单的逻辑电路 学案（人教版选修3-1）

一、数字电路中最基本的逻辑电路——门电路

1．数字信号变化的两个状态：“______________”或者“__________”．

2．数字电路

(1)概念：处理______________的电路．

(2)功能：研究电路的______________功能．

二、“与”门

1．逻辑关系：一个事件的________同时满足时事件才能发生．

2．符号：____________，其中“&”具有“________”的意思，象征A与B两个输入端________时，输出端才是1.

3．真值表

“有”用“1”表示，“没有”用“0”表示．

三、“或”门

1．逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有________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

1．逻辑关系：输出状态和输入状态________．

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______时，输出端是______．

3．真值表

五、集成电路

1．构成：以半导体材料为基片，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________上．

2．优点：________小、方便、可靠，适于系列化、标准化生产等.

一、“与”门

[问题情境]

图1

如图1所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡L，显然，只有A“与”B同时闭合时，灯泡L才会亮．在这个事件中，A、B闭合是条件，灯泡L亮是结果．那么它们体现了什么逻辑关系呢？

1．什么是“与”逻辑关系？

2．什么是“与”门？

[要点提炼]

1．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种逻辑关系叫做“______”逻辑关系．

2．具有“与”逻辑关系的电路称为“________”门电路．

[问题延伸]

1．数字信号的图形特征是________，模拟信号的图形特征是__________________．

2．如何确定逻辑“1”和“0”？“1”和“0”是分别代表两种________(填“相同”、“相反”或“相似”)状态的代码，例如开关断开代表“0”状态，接通代表“1”状态．

二、“或”门

[问题情境]

图2

如图2所示，两个开关A、B并联，控制同一灯泡Y，在这个电路中，A“或”B闭合时，灯泡Y就亮．它们体现了什么逻辑关系？

1．什么是“或”逻辑关系？

2．什么是“或”门？

[要点提炼]

1．如果几个条件中，____________条件得到满足，某事件就会发生，这种关系叫做“或”逻辑关系．

2．具有“或”逻辑关系的电路叫做“________”门．

三、“非”门

[问题情境]

如图3所示，当开关A接通时，灯泡Y被短路而不亮；当开关A断开时，灯泡Y是通路而被点亮．这体现了什么逻辑关系？

图3

1．什么是“非”逻辑关系？

2．什么是“非”门？

[要点提炼]

1．输出状态和输入状态__________的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系．

2．具有“非”逻辑关系的电路叫做“________”门．

例1 现在的银行系统都设有自动取款机，请你分析一下自动取款过程中的事件与条件之间体现了一种怎样的逻辑关系？

变式训练1 从北京到上海，就现在的地面交通来说，一般通过哪些途径来实现？请你分析一下其中的事件与条件，它们体现了哪一种逻辑关系？

例2 在如图4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(  )

图4

A．1和0                                 B．0和1

C．1和1                                 D．0和0

听课记录：

变式训练2 如图5所示，将两个“非”门和一个“与”门组成一个复合门电路，请在表中填写该门电路的真值表．

图5

【即学即练】

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”，下列说法正确的是(  )

A．“1”表示电压1 V，“0”表示是电压为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”表示该点与电源的正极相连，“0”表示该点与电源的负极相连

2．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件反而不能发生，条件不同时满足时，该事件才能发生，实现这种逻辑关系的门电路是(  )

A．与门                            B．非门

C．与非门                          D．或非门

3．下列说法正确的是(  )

A．逻辑电路就是数字电路

B．逻辑电路可存在两种以上的状态

C．数字电路主要研究电路的逻辑功能

D．集成电路可靠性高、寿命长，但耗电量高

4. 图6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”)．

图6

参考答案

课前自主学习

一、1.有 没有 2.(1)数字信号 (2)逻辑

二、1.几个条件 2. 与 都是1

三、1.一个条件 2.

四、1.相反 2. 1 0

五、1.基片 2.体积

核心知识探究

一、

[问题情境]

1．如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种逻辑关系称为“与”逻辑关系．

2．具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门．

[要点提炼] 1.与 2.与

[问题延伸] 1.分段 连续 2.相反

二、

[问题情境]

1．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．

2．具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门．

[要点提炼] 1.只要有一个 2.或

三、

[问题情境]

1．输出状态和输入状态相反的逻辑关系，叫做“非”逻辑关系．

2．具有“非”逻辑关系的电路称为“非”门．

[要点提炼] 1.相反 2.非

解题方法探究

例1 “与”逻辑关系

解析 首先找出事件和条件，然后分析这种事件需要满足的条件，从而判断是哪一种逻辑关系．事件是取出现金，条件有两个：一个是帐号，另一个是与帐号对应的密码．由于只有两者同时具备才能取出现金，所以是一种“与”逻辑关系．

变式训练1 乘火车或乘汽车 “或”逻辑关系

解析 事件是由地面交通从北京到上海，条件有两个：一个是乘火车，另一个是乘汽车．由于两者只要有一个条件具备就能从北京到达上海，即两个条件(乘火车和乘汽车)只要有一个满足，事件(从北京到上海)就能够发生，所以是一种“或”逻辑关系．

例2 C [首先明确是“与”门电路和“非”门电路的组合，然后先从“非”门电路入手，当B端输入电信号“0”时，D端输出电信号为“1”，所以“与”门电路的两端输入均为“1”，因此C端输出电信号为“1”．因此C项正确．]

变式训练2 A、B两输入端各有两种输入，它们共同组成四种复合门电路的输入方式，其真值表如下

1．C [这里的“1”和“0”代表两种不同的状态，只是符号，不是具体数字．]

2．C 3.AC

4．非 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．