2017-2018學(xué)年高中物理 第二章 恒定電流 第14講 簡(jiǎn)單的邏輯電路學(xué)案 新人教版選修3-1

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1、 第14講 簡(jiǎn)單的邏輯電路 [目標(biāo)定位]　1.了解最基本的邏輯電路——門(mén)電路.2.掌握幾種基本門(mén)電路及它們的表示符號(hào).3.認(rèn)識(shí)簡(jiǎn)單的復(fù)合電路． 一、數(shù)字電路和三種簡(jiǎn)單的門(mén)電路 1．處理數(shù)字信號(hào)的電路叫做數(shù)字電路，具有邏輯功能的數(shù)字電路叫做邏輯電路；最基本的邏輯電路是門(mén)電路． 2．三種簡(jiǎn)單的門(mén)電路 (1)“與”門(mén)電路 ①邏輯關(guān)系：一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生． ②符號(hào)：，其中“&”表示“和”的意思． ③特點(diǎn)：有零為零，全一為一． ④真值表： “與”門(mén)電路 輸入 輸出 A B Y 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1

2、1 (2)“或”門(mén)電路 ①邏輯關(guān)系：如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生． ②符號(hào)：，“≥”表示當(dāng)1個(gè)或多于1個(gè)輸入端為1時(shí)，輸出端就是1. ③特點(diǎn)：有一為一，全零為零． ④真值表： “或”門(mén)電路 輸入 輸出 A B Y 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 1 (3)“非”門(mén)電路 ①邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)與輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系． ②符號(hào)：，其中矩形右側(cè)的小圓表示數(shù)字“0”，它與矩形中的數(shù)字“1”象征著：輸入端為1時(shí)輸出端是0. ③特點(diǎn)：入一出零，入零出一． ④真值表： “非”門(mén)電路 輸入 輸出 A Y

3、0 1 1 0 例1　如圖1所示的A、B端均為輸入端，如果A輸入“1”、B輸入“0”．則下列選項(xiàng)正確的是(　　) 圖1 A．①電路為“非”門(mén)且輸出“1” B．②電路為“與”門(mén)且輸出“0” C．②電路為“或”門(mén)且輸出“1” D．③電路為“與”門(mén)且輸出“1” 解析　①為“非”門(mén)，輸出為“0”，②為“或”門(mén)，輸出為“1”，③為“與”門(mén)，輸出為“0”，則只有選項(xiàng)C正確． 答案　C 二、復(fù)合門(mén)電路 1．“與非”門(mén) 一個(gè)“與”門(mén)電路和一個(gè)“非”門(mén)電路組合在一起，組成一個(gè)復(fù)合門(mén)電路，稱為“與非”門(mén)，如圖2所示． 圖2 真值表： 輸入 輸出 A1 B1

4、 Y2 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 0 2.“或非”門(mén) 一個(gè)“或”門(mén)電路和一個(gè)“非”門(mén)電路組合在一起，組成一個(gè)“或非”門(mén)，如圖3所示． 圖3 真值表： 輸入 輸出 A1 B1 Y2 0 0 1 0 1 0 1 0 0 1 1 0 例2　在如圖4所示的復(fù)合電路中，A、B、C為門(mén)電路的輸入端，現(xiàn)欲使Y輸出“0”，如果C輸入端為“0”，則A、B兩端分別輸入(　　) 圖4 A．0　0 B．0　1 C．1　0 D．1　1 解析　當(dāng)C端輸入“0”，“非”門(mén)輸出“1”，輸出端Y輸出“0”時(shí)，可知“或”門(mén)的

5、輸出端必須為“0”，則A、B端的輸入分別為0,0，A正確． 答案　A 1．(對(duì)單一門(mén)電路的理解)如圖所示的邏輯電路中能讓小燈亮起來(lái)的是(　　) 答案　B 2．(對(duì)復(fù)合門(mén)電路的理解)在如圖5所示的邏輯電路中，當(dāng)A端輸入電信號(hào)“1”、B端輸入電信號(hào)“0”時(shí)，則在C和D端輸出的電信號(hào)分別為(　　) 圖5 A．1和0 B．0和1 C．1和1 D．0和0 答案　C 解析　B端電信號(hào)經(jīng)過(guò)一個(gè)非門(mén)，變?yōu)椤?”，從D端輸出，故D端輸出為“1”；B端的輸出信號(hào)又作為輸入信號(hào)與A端輸入信號(hào)一起經(jīng)過(guò)上面的與門(mén)，兩者都是“1”，故C端輸出為“1”．故選C. 題組一　單一門(mén)電路

6、 1．(多選)下列關(guān)于邏輯電路的說(shuō)法中正確的是(　　) A．如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，這種關(guān)系叫“與”邏輯關(guān)系 B．如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會(huì)發(fā)生，這種關(guān)系叫“與”邏輯關(guān)系 C．一個(gè)門(mén)上有三把鑰匙，每把鑰匙都能單獨(dú)開(kāi)門(mén)，它體現(xiàn)了“或”邏輯關(guān)系 D．輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系，叫做“或”邏輯關(guān)系 答案　AC 2．在邏輯門(mén)電路中，若輸入信號(hào)中至少有一個(gè)為“1”，則輸出為“1”的邏輯門(mén)電路是(　　) A．“與”門(mén)電路 B．“或”門(mén)電路 C．“非”門(mén)電路 D．都不可能 答案　B 3．為了節(jié)約用電，一種新型雙門(mén)電冰箱安裝了如下控制裝

7、置：只要有一扇門(mén)沒(méi)有關(guān)緊，報(bào)警器就鳴響．如果規(guī)定：門(mén)關(guān)緊時(shí)輸入信號(hào)為“0”，未關(guān)緊時(shí)輸入信號(hào)為“1”；當(dāng)輸出信號(hào)為“1”時(shí)，報(bào)警器就鳴響，輸出信號(hào)為“0”時(shí)，報(bào)警器就不鳴響．則能正確表示該控制裝置工作原理的邏輯門(mén)是(　　) A．“與”門(mén) B．“或”門(mén) C．“非”門(mén) D．“與非”門(mén) 答案　B 解析　只要一個(gè)條件滿足，事件就會(huì)發(fā)生，即輸入端的信號(hào)只要有一個(gè)是“1”，輸出端就為“1”，該關(guān)系為“或”邏輯關(guān)系，該邏輯門(mén)是“或”門(mén)，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤． 4．如圖1所示為某一門(mén)電路符號(hào)及輸入端A、B的電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象，則下列選項(xiàng)中能正確反映該門(mén)電路輸出端電勢(shì)隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象是(

8、　　) 圖1 答案　A 解析　題圖為“與”門(mén)電路，所以A、B輸入端都是高電勢(shì)時(shí)，輸出端才為高電勢(shì)，故A正確． 5．下面為一邏輯門(mén)電路的真值表，試判斷這是一個(gè)什么類型的邏輯門(mén)電路(　　) 輸入 M 0 1 輸出 N 1 0 　　　　　　　　　　　　　　　　　 A．“與”門(mén) B．“非”門(mén) C．“或”門(mén) D．“與非”門(mén) 答案　B 解析　由該邏輯門(mén)電路的真值表可以看出輸出端與輸入端是相反的關(guān)系，故選B. 題組二　復(fù)合門(mén)電路 6.如圖2所示是一個(gè)三輸入端復(fù)合門(mén)電路，當(dāng)C端輸入1，輸出端Y輸出0時(shí)，A、B端的輸入分別是(　　) 圖2 A．0、0B．

9、0、1C．1、0D．1、1 答案　A 解析　當(dāng)C端輸入1，輸出端Y輸出0時(shí)，可知或門(mén)的輸出端為0，則A、B端的輸入分別為0、0.故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 7．如圖3為監(jiān)控汽車安全帶使用情況的報(bào)警電路，S為汽車啟動(dòng)開(kāi)關(guān)，汽車啟動(dòng)時(shí)S閉合．Rt為安全帶使用情況檢測(cè)傳感器，駕駛員系好安全帶時(shí)Rt阻值變的很大，駕駛員未系好安全帶時(shí)Rt阻值很?。螽?dāng)駕駛員啟動(dòng)汽車但未系好安全帶時(shí)蜂鳴器報(bào)警．則在圖中虛線框內(nèi)應(yīng)接入的元件是(　　) 圖3 A．“與”門(mén) B．“或”門(mén) C．“非”門(mén) D．“與非”門(mén) 答案　A 解析　未系安全帶時(shí)要求蜂鳴器報(bào)警，則要求蜂鳴器兩端有高電壓，即輸出端為高電勢(shì)，

10、蜂鳴器兩個(gè)輸入端已有一個(gè)是高電勢(shì)，另一個(gè)輸入端的電勢(shì)高低看Rt阻值的大小，未系安全帶時(shí)Rt阻值很小，Rt兩端的電勢(shì)差很小，即輸入端為高電勢(shì)，另一輸入端已為高電勢(shì)，此時(shí)蜂鳴器報(bào)警，知輸出端為高電勢(shì)．若系好安全帶Rt阻值大，兩端電勢(shì)差也大，即輸入端為低電勢(shì)，此時(shí)蜂鳴器不報(bào)警，知輸出端為低電勢(shì)，所以該元件是“與”門(mén)．故A對(duì)，B、C、D錯(cuò)誤． 8．如圖4所示由門(mén)電路組成的電路，輸出端為1，指示燈L亮，輸出端為0，指示燈L不亮，現(xiàn)要使燈L亮，則A、B兩輸入端分別是(　　) 圖4 A．1、1B．0、0C．1、0D．0、1 答案　B 解析　要使燈L亮，“非”門(mén)的輸出應(yīng)該為1，故“非”門(mén)的輸入為

11、0，因此“或”門(mén)的兩個(gè)輸入端都應(yīng)該為零． 9．如圖5所示，低電位報(bào)警器由兩個(gè)基本的門(mén)電路與蜂鳴器組成，該報(bào)警器只有當(dāng)輸入電壓過(guò)低時(shí)蜂鳴器才會(huì)發(fā)出警報(bào)．其中(　　) 圖5 A．甲是“與”門(mén)，乙是“非”門(mén) B．甲是“或”門(mén)，乙是“非”門(mén) C．甲是“與”門(mén)，乙是“或”門(mén) D．甲是“或”門(mén)，乙是“與”門(mén) 答案　B 解析　若甲是“與”門(mén)，乙是“非”門(mén)，不管輸入電壓為低電壓(0)還是高電壓(1)，經(jīng)過(guò)“與”門(mén)后輸出為(0)低電壓，經(jīng)過(guò)“非”門(mén)后輸出高電壓(1)，蜂鳴器都會(huì)發(fā)出警報(bào)，故A錯(cuò)誤．若甲是“或”門(mén)，乙是“非”門(mén)，當(dāng)輸入電壓為低電壓(0)，經(jīng)過(guò)“或”門(mén)輸出為低電壓(0)，經(jīng)過(guò)“非

12、”門(mén)輸出為高電壓(1)，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，當(dāng)輸入為高電壓(1)，經(jīng)過(guò)“或”門(mén)輸出為高電壓(1)，經(jīng)過(guò)“非”門(mén)輸出為低電壓(0)，蜂鳴器不發(fā)出警報(bào)，故B正確．C、D錯(cuò)誤．故選B. 題組三　綜合應(yīng)用 10．如圖6所示為某報(bào)警裝置示意圖，該報(bào)警裝置在一扇門(mén)、兩扇窗上各裝有一個(gè)聯(lián)動(dòng)開(kāi)關(guān)，門(mén)、窗未關(guān)上時(shí)，開(kāi)關(guān)不閉合，只要有一個(gè)開(kāi)關(guān)未閉合，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警．該報(bào)警裝置中用了兩個(gè)串聯(lián)的邏輯電路，虛線框甲內(nèi)應(yīng)選用________門(mén)電路，虛線框乙內(nèi)應(yīng)選用________門(mén)電路．(選填“與”、“非”或“或”) 圖6 答案　或　或 解析　由題意知，一扇門(mén)、兩扇窗只要一個(gè)不閉合，報(bào)警器就會(huì)報(bào)警，符合只要滿足

13、一個(gè)條件，結(jié)果就能發(fā)生的特點(diǎn)，所以甲、乙框內(nèi)電路都應(yīng)該是“或”門(mén)電路． 11．由門(mén)電路構(gòu)成的一簡(jiǎn)單控制電路如圖7，其中R′為光敏電阻，光照時(shí)電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡．其工作情況是：當(dāng)光敏電阻受到光照時(shí)，小燈泡L不亮，不受光照時(shí)，小燈泡L亮．該邏輯電路是________門(mén)電路，要增大該控制電路的靈敏度，可使變阻器R的阻值________(填“變大”或“變小”)． 圖7 答案　非　變大 解析　根據(jù)題意，R′為光敏電阻，光照時(shí)電阻很小，分壓較小，門(mén)電路輸入為高電壓，小燈泡L不亮，不受光照時(shí)，電阻很大，分壓較大，門(mén)電路輸入為低電壓，小燈泡L亮，故為“非”邏輯關(guān)系，“非”門(mén)電路；要增大該控制電路的靈敏度，可使變阻器R的阻值變大． 8