2018-2019學年高中物理 第二章 第11節(jié) 簡單的邏輯電路學案（含解析）新人教版選修3-1.doc

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簡單的邏輯電路1.處理數字信號的電路稱為數字電路。2邏輯電路是指具有邏輯功能的數字電路，基本的邏輯電路有“與”、“或”、“非”三種門電路。3在邏輯運算中，可用真值表表示各種控制條件和控制結果；在真值表中，用邏輯值“1”表示滿足條件(或有信號輸入)，用邏輯值“0”表示條件不滿足(或沒有信號輸入)，對于輸出，用“1”表示產生結果(或有信號輸出)，用“0”表示沒有產生結果(或沒有信號輸出)。 一、門電路1數字信號變化的兩個狀態(tài)“有”或者“沒有”。2數字電路(1)概念：處理數字信號的電路。(2)功能：研究電路的邏輯功能。 3“門”就是一種開關，在一定條件下它允許信號通過；如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。二、“與”門1“與”邏輯關系一個事件的幾個條件都滿足后該事件才能發(fā)生。2符號，其中“&”具有“與”的意思，象征A與B兩個輸入端都是1時，輸出端Y才是1。“1”、“0”是邏輯關系中的兩種取值，不表示具體數字。3真值表輸入輸出ABY000010100111三、“或”門1邏輯關系某事件的發(fā)生有幾個條件，但只要有一個條件滿足，事件就能發(fā)生。2符號，“1”象征當1個或多于1個輸入端為1時，輸出端就是1。3真值表輸入輸出ABY000011101111四、“非”門和集成電路1“非”門(1)邏輯關系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反。(2)符號：，其中矩形右側小圓表示數字“0”，它與數字“1”象征著輸入端為1時，輸出端是0。(3)真值表輸入輸出AY01102集成電路(1)構成：將組成電路的元件(如電阻、電容、晶體管等)和連線集成在一塊基片上。(2)優(yōu)點：體積小、方便、可靠，適于系列化、標準化生產等。1自主思考判一判(1)“與”門電路中，只有A、B兩個輸入端都是“0”時，輸出端才是“1”。()(2)“與”門電路中，A、B兩個輸入端中只要有其中一個為“1”，輸出端就為“1”。()(3)輸入端為“1”時輸出端是“0”的門電路就是“或”門。()(4)兩個輸入端都為“1”時，輸出端為“1”的門電路就是“與”門。()2合作探究議一議(1)如圖，為了方便及節(jié)約用電，宿舍樓樓道里安裝有聲光控燈，這種燈在有光或沒有聲音時，不亮；而在無光又有聲音時，燈就會自動點亮。燈的控制里面有什么邏輯關系呢？提示：說明燈的控制里面有“與”邏輯關系。(2)馬路兩旁的路燈，天黑了，路燈自動接通，天亮了，路燈又自動熄滅，它體現(xiàn)了什么邏輯關系？提示：“非”邏輯關系。 三種門電路的類比類型“與”門“或”門“非”門類比1邏輯電路的信號有兩種狀態(tài)：一是高電位狀態(tài)，用“1”表示；另一種是低電位狀態(tài)，用“0”表示，關于這里的“1”和“0”，下列說法中正確的是()A“1”表示電壓為1 V，“0”表示電壓為0 VB“1”表示電壓為大于或等于1 V，“0”表示電壓一定為0 VC“1”和“0”是邏輯關系的兩種可能的取值，不表示具體的數字D“1”表示該點與電源正極相連，“0”表示該點與電源負極相連解析：選C門電路是用來控制信號的“通過”或“截斷”的一種開關電路。根據指定條件，門電路對輸入、輸出的因果關系作出判斷。門電路的輸入、輸出信號都以電位高低來表示。若把高電位看做有信號，表示某個條件存在或信號能通過，且用符號“1”表示；把低電位看做無信號，表示某個條件不存在或信號不能通過，用符號“0”表示，這種邏輯關系稱為正邏輯。反之，則稱為負邏輯。在通常情況下不加說明的都指正邏輯。所以“1”和“0”只是兩個符號，是兩種變量的兩種可能的取值。C選項正確。2在登錄你的微信(或QQ)的過程中，要有兩個條件，一個是用戶名，一個是與用戶名對應的密碼，要完成這個事件(登錄成功)，它們所體現(xiàn)的邏輯關系為()A“與”關系B“或”關系C“非”關系D不存在邏輯關系解析：選A當幾個條件同時具備才能出現(xiàn)某一結果時，這些條件與結果之間的關系稱為“與”邏輯關系。在登錄微信時，只有用戶名和對應的密碼同時正確才能成功，反映的邏輯關系是YAB，所以為“與”邏輯關系。故選A。3如圖所示為三個基本邏輯電路的符號，A輸入端全為“1”，B輸入端全為“0”。以下判斷正確的是()A甲為“非”邏輯電路符號，輸出為“1”B乙為“或”邏輯電路符號，輸出為“1”C乙為“與”邏輯電路符號，輸出為“0”D丙為“與”邏輯電路符號，輸出為“1”解析：選B根據門電路的符號特點可知，甲為“非”邏輯電路符號，A輸入端為1時，輸出為“0”，A錯；乙為“或”邏輯電路符號，A輸入端為“1”，B輸入端為“0”時，輸出為“1”，B對，C錯；丙為“與”邏輯電路符號，A輸入端為“1”，B輸入端為“0”時，輸出為“0”，D錯。簡單的復合門電路1“與非”門一個“與”門電路和一個“非”門電路組合在一起，組成一個復合門電路，稱為“與非”門，如圖所示。其真值表為輸入輸出輸入輸出A1B1Y1A2Y2000010100110001111102“或非”門一個“或”門電路和一個“非”門電路組合在一起，組成一個“或非”門，如圖所示。其真值表為輸入輸出輸入輸出A1B1Y1A2Y200001011101011011110典例如圖所示，低電位報警器由兩個基本門電路與蜂鳴器組成，該報警器只有當輸入電壓過低時蜂鳴器才會發(fā)出警報。其中()A甲是“與門”，乙是“非門”B甲是“或門”，乙是“非門”C甲是“與門”，乙是“或門”D甲是“或門”，乙是“與門”解析由“與門”和“非門”的真值表可知選項A錯。由“或門”和“非門”的真值表可判斷，選項B正確。由“與門”和“或門”的真值表可以判斷，選項C錯。由“或門”和“與門”的真值表可判斷，選項D錯。答案B復合門電路真值表的確定方法1如果A、B輸入分別經過一個“非”門電路，它們各自的輸出Y1、Y2又組成一個“與”門電路或“或”門電路，最后輸出Y，則Y的值直接取決于Y1、Y2。2判斷復合門電路的最終輸出結果時，分析思路一般是“從前向后”，先分析第一個門電路的輸出結果，再判斷第二個，依此類推。 1如圖是一個三輸入端復合門電路，當C端輸入“1”時，A、B端輸入為何值時輸出端Y輸出“1”()A00B01C10D.11解析：選D此復合門電路由兩個“與門”組成，故A、B輸入都是“1”時，Y輸出“1”，故D正確。2如圖所示為兩個“非”門和一個“或”門組成的復合門電路，請在表中填寫該門電路的真值表。輸入輸出ABY解析：由“非”門電路和“或”門電路的真值表可以確定此復合門電路的真值表如表所示：輸入輸出ABY001101011110答案：見解析1多選在基本邏輯電路中，何種邏輯門電路，當所有輸入均為“0”時，輸出不是“1”()A“與”門電路B“或”門電路C“非”門電路D都不可能解析：選AB當所有輸入都為“0”時，“與”門電路輸出為“0”，“或”門電路輸出為“0”，“非”門電路輸出為“1”，A、B對，C、D錯。2有一邏輯門電路的真值表如右表所示，試判斷這是一個什么類型的邏輯門電路()M01N10A.“與”門B“非”門C“或”門D“與非”門解析：選B由該邏輯門電路的真值表可以看出輸出端與輸入端是相反的關系，故選B。3多選“或”門電路的邏輯關系可表示為YAB，則下列關于“或”門的邏輯關系中結果正確的是()A000B011C101D110解析：選ABC根據“或”門的邏輯關系可知，選項A、B、C均正確。4為了保障行駛安全，一種新型雙門電動公交車安裝了如下控制裝置：只要有一扇門沒有關緊，汽車就不能啟動。如果規(guī)定：車門關緊時為“1”，未關緊時為“0”；當輸出信號為“1”時，汽車可以正常啟動行駛，當輸出信號為“0”時，汽車不能啟動。能正確表示該控制裝置工作原理的邏輯門是()A“與”門B“或”門C“非”門D“與非”門解析：選A由題意知只要有一扇門沒有關緊，汽車就不能啟動，也就是說只有兩扇門都關緊，汽車才能正常啟動，所以該控制裝置工作原理的邏輯門是“與”門，故A正確。5下表是某邏輯電路的真值表，該電路是()輸入輸出001011101110解析：選D根據該邏輯電路的真值表可以判斷，該門電路是一個“與”門電路和一個“非”門電路的組合，選項D正確。6.在如圖所示的邏輯電路中，當A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時，則在C和D端輸出的電信號分別為()A1和0B0和1C1和1D0和0解析：選CB、D間是“非”門，當輸入信號為“0”時D端輸出為“1”，故A、D錯誤；D、A共為“與”門的輸入端，由“與”門的真值表可知輸出端C為“1”，故B錯誤，C正確。7請根據下面所列的真值表，從四幅圖中選出與之相對應的一個門電路()輸入輸出ABY001010100110解析：選C從真值表可看出不是單一的“與”“或”關系，更不是單一的“非”關系，一定對應一個復合門電路，從真值表分析可得應為“或非”復合門電路，C選項正確。8.如圖所示由門電路組成的電路，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()A“1”、“1”B“0”、“0”C“1”、“0”D“0”、“1”解析：選B要使燈L亮，“非”門的輸出應該為“1”，故“非”門的輸入應為“0”；故“或”門的兩個輸入端都應該為“0”。9如圖所示的電路圖是一個應用“非”門構成一個簡易火警報警電路，則圖中X框、Y框中應是()AX為熱敏電阻，Y為可變電阻BX為熱敏電阻，Y為開關CX為可變電阻，Y為熱敏電阻DX、Y均為熱敏電阻解析：選C熱敏電阻受熱后，電阻減小，A端出現(xiàn)低電位，經過“非”門后使L兩端出現(xiàn)高電位，產生報警信號。10.如圖所示為包含某邏輯電路的一個簡單電路圖，L為小燈泡。光照射電阻R時，其阻值將變得遠小于R。該邏輯電路是_(選填“與”“或”或“非”)門電路。當電阻R受到光照時，小燈泡L將_(選填“發(fā)光”或“不發(fā)光”)。解析：由門電路簡化圖可知該邏輯電路是“非”門電路，電阻R受到光照時，R遠小于R，“非”門電路輸入電勢降低，輸出電勢升高，燈泡L兩端電壓升高，燈泡L發(fā)光。答案：非發(fā)光11圖甲、乙表示輸入端A、B的電勢隨時間的變化關系。甲乙丙求：圖丙中輸出Y隨時間變化的關系。解析：由題圖可以看出，輸出Y是A、B的“與”邏輯關系的輸出信號，因此，首先作出A、B、Y的真值表，然后再確定輸出Y與時間的變化關系。A、B、Y的真值表如下：A(UA)B(UB)Y111100010111000111010010100答案：UY隨時間的變化如圖所示。12在車門報警電路中，兩個按鈕開關分別裝在汽車的兩扇門上，只要有開關處于斷開狀態(tài)，報警燈就發(fā)光。能實現(xiàn)此功能的電路是()解析：選DB、C選項電路中，當開關斷開后，沒有電流通過燈泡，故不正確。A選項電路中，是“與門”電路，兩個開關同時斷開，燈才發(fā)光，不正確。D選項的電路是“或”門電路，只要有一個斷開，燈泡就亮，D正確。