人教版选修【3-1】物理简单的逻辑电路【学案】(含答案)
高中物理选修3-1学案2：2.11简单的逻辑电路
2.11简单的逻辑电路自主学习一、数字电路处理数字信号的电路叫做数字电路，具有逻辑功能的数字电路叫做逻辑电路；最基本的逻辑电路是门电路.二、常见的几种门电路1.“与”门：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“与”逻辑关系；具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门.其符号为. 2.“或”门：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；具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门.其符号为.3.“非”门：输出状态和输入状态相反的逻辑关系叫做“非”逻辑关系；具有“非”逻辑关系的电路叫做“非”门.其符号为.重点突破一、模拟信号和数字信号1.数字信号：在变化中只有两个对应的状态，“有”或者“没有”常用“0”或“1”表示，这样的信号叫数字信号，处理数字信号的电路叫数字电路.2.模拟信号：能够连续变化的信号叫做模拟信号.3.门电路实质上就是一种开关电路，逻辑关系就是指条件对结果的控制关系；门电路可以由二极管、三极管等分立元件构成，也可以由集成电路构成.二、三种简单的门电路1.“与”门电路(1)“与”就是一起的意思，故“与”逻辑可以理解为只有一起进门，门才能打开.(2)符号“&”表示“和”，就是英文“and”的意思.(3)“与”门电路的特点：有零为零，全一为一.(4)真值表：2.“或”门电路(1)符合“≥1”表示两个输入信号的和必须大于或等于1.(2)“与”门电路的特点：有一为一，全零为零.(3)真值表：3.“非”门电路(1)“1”表示缓冲，“0”表示反向.(2)“非”门电路的特点：入一出零，入零出一.(3)真值表：三、复合门电路1.“与非”门一个“与”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个复合门电路，称为“与非”门，如图所示.可简化为真值表：2.“或非”门一个“或”门电路和一个“非”门电路组合在一起，组成一个“或非”门，如图所示.可简化为真值表：自主检测1.为了保障行驶安全,一种新型双门电动公交车安装了如下控制装置:只要有一扇门没有关紧,汽车就不能启动。
高中物理选修3-1学案：2.11 简单的逻辑电路
第11节简单的逻辑电路一、门电路1.数字信号变化的两个状态“有”或者“没有”。
2.数字电路和逻辑电路(1)数字电路：处理数字信号的电路。
(2)逻辑电路：具有逻辑功能的数字电路。
3.“门”就是一种开关，在一定条件下它允许信号通过；如果条件不满足，信号就被阻挡在“门”外。
二、“与”门1.“与”逻辑关系：一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生。
2.符号：只有A与B两个输入端都是1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.“或”逻辑关系：某事件发生有几个条件，但只要有一个条件满足，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.“非”逻辑关系：输出状态和输入状态相反的逻辑关系。
2.符号：矩形右侧小圆表示数字“0”，它与数字“1”象征着输入端为1时，输出端是__0__。
3.真值表思考判断1.“与”门和“或”门电路只能有两个输入端。
(×)2.真值表中的“1”和“0”与算术中的“1”和“0”有本质区别。
(√)3.如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“或”逻辑关系。
(×)4.具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门。
(√)三种门电路的类比理解[要点归纳]门电路种类类比电路图逻辑关系“与”门两个开关都闭合是灯亮的充分必要条件，逻辑关系可示意为“或”门两个开关都闭合是灯亮的充分但不必要条件，逻辑关系可示意为“非”门逻辑关系表示为A⇒－C，C表示结果成立，－C表示结果不成立[精典示例][例1] 监控系统控制电路如图1所示，开关S闭合时，系统白天和晚上都工作，开关S断开时，系统仅晚上工作。
在电路中虚框处分别接入光敏电阻(受光照时阻值减小)和定值电阻，则电路中()图1A.C是“与”门，A是光敏电阻B.C是“与”门，B是光敏电阻C.C是“或”门，A是光敏电阻D.C是“或”门，B是光敏电阻[解析]开关S闭合后，C门的一个输入端是1，系统不管白天和晚上都工作，说明与另一端的逻辑值无关，这说明C门是“或”门。
【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀学案--2.10《逻辑电路》
第十节简单的逻辑电路学案课前预习学案一、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。
人教版物理选修3-1《简单的逻辑电路》教案设计
简单的逻辑电路教案设计一教学目标1．知道“与”门、“或”门及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。
2．初步了解“与”门、“或”门及“非”门电路在实际问题中的应用3．学会识别各种不同的门电路。
二教学重点、难点知道最基本的逻辑电路“与”门、“或”门和“非”门的功能。
以及理解各种门电路的逻辑关系。
三教学过程新课引入：数码产品、数字电视、 DIS 实验、家电等。
这些电器中都包含了“智能”化逻辑关系，今天我们就来学习简单的逻辑电路。
新课讲解：1．数字信号与模拟信号：数字信号在变化中只有两个对立的状态：“有”，或者“没有”。
而模拟信号变化则是连续的。
调节收音机的音量，声音连续变化，声音信号是“模拟”量。
图示数字信号和模拟信号：2．处理数字信号的电路叫数字电路我们研究数字电路研究逻辑电路研究门电路门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关电路，是数字电路的基本单元。
门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端就有一个信号输出；反之，门关闭，就有另一个信号输出。
3．“与”门在图 2.10-2中，使灯L 亮的条件是。
像这样：如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫“与”逻辑关系。
具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。
所以该电路是一个“与”门电路。
课本P75 的思考与讨论。
“与”门的符号如图 2.10-3 所示。
一个开关有通、断两种情况，请在表 1 中填写开关 A 、B 通断的四种可能组合及灯泡亮熄的不同情况。
若用数学语言表述表 1 中的关系，就是：把开关接通定义为1，断开定义为 0，灯泡亮为1，熄为 0 。
请用这种描述输入结果填写表 2条件结果A B Y开关 A开关 B灯泡 L表 2 用数字描述了各种控制条件和控制结果，这种表格称为真值表。
表 2由真值表可知，“与”门逻辑式 Y=。
课本 P76 的演示4．“或”门在图 2.10-6中，使灯L 亮的条件是。
像这样：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“或”逻辑关系，具有“或”逻辑关系的电路叫“或”门。
高中物理高一物理人教版选修3-1导学案：2.11-简单的逻辑电路
第二章第十一节简单的逻辑电路[学习目标]1.初步了解简单的逻辑电路及表示符号.2.通过实验理解“与”“或”和“非”门电路在逻辑电路中的结果与条件的逻辑关系，会用真值表表示一些简单的逻辑关系.3.初步了解集成电路的作用及发展情况．任务一：阅读并讨论，完成对“与”门的研究。
一、“与”门[问题设计]如图1所示，两个开关A、B串联起来控制同一灯泡Y，显然，只有A“与”B同时闭合时，灯泡Y才会亮．在这个事件中，“A、B同时闭合”是条件，“灯泡Y亮”是结果．那么：图1(1)事件的两个条件需满足几个，事件才能发生？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Y是亮还是熄).条件结果开关A 开关B 灯泡Y断断断通通断通通(3)如果把开关的“通”记为“1”，“熄”记为0，把上面表格用1、0表示．答案(1)两个条件都满足(2)熄熄熄亮(3)输入输出A B Y00001010011 1[要点提炼]1．“与”逻辑关系：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“与”逻辑关系．2．“与”门：具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门．3．符号：，其中“&”有“与”的意思，象征着：只有A与B两个输入端都是1时，输出端才是1.任务二：阅读并讨论，完成对“或”门的研究。
二、“或”门[问题设计]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亮．图2(1)条件A、条件B满足几个时，事件就能发生？(2)在下表中填写对应条件下事件的结果(灯泡Y是亮还是熄).条件结果开关A 开关B 灯泡Y断断断通通断通通(3)如果把开关的“通”记为“1”、“熄”记为0，把上面表格用1、0表示．答案(1)满足两个条件中的一个(2)熄亮亮亮(3)输入输出A B Y00001 110 111 11．“或”逻辑关系：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．“或”门：具有“或”逻辑关系的电路叫做“或”门．3．符号：，“≥1”象征着：当1个或多于1个输入端为1时，输出端就是1. [延伸思考]新学期开学了，某中学某寝室的6名同学都到宿管办报到，宿管办的老师发给他们每人一把钥匙，方便他们单独出入，在这个事件中体现了怎样的逻辑关系？答案每个同学都能单独地打开宿舍的门，在这个事件中体现了“或”逻辑关系．任务三：阅读并讨论，完成对“非”门的研究。
新课标人教版高中物理选修3-1第二章第十节《简单的逻辑电路》精品教案
新课标人教版高中物理选修3-1第二章第十节《简单的逻辑电路》精品教案【学习目标】知识与技能：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”、“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过程与方法：突出自主探究、交流合作为主体的学习方式。
情感态度与价值观：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、体验网络互动课堂在学习活动中的优越性。
【学习重点】三种门电路的逻辑关系。
【学习难点】数字信号和数字电路的意义。
（一）引入新课教师活动：课件展示模拟信号和数字信号的波形，这两种信号有什么不同？学生活动：在教师引导下，学生得出模拟信号是连续的，数字信号只有两个对立的状态。
教师活动：处理数字信号的电路叫数字电路，数字电路主要研究电路的逻辑功能，现在我们学习数字电路中最基本的逻辑电路-门电路。
课件展示什么是门电路。
（二）进行新课一、“与”门教师活动：提出问题：某单位财务室为了安全，规定不准一个人单独进入。
为此在门上以右图的形式装了两把锁。
怎么样门才能被打开呢？学生活动：只有两个人同时把锁打开，门才能被打开。
教师活动：思考这个事例中事件和条件之间有什么关系？学生活动：事件的几个条件都满足后，该事件才发生。
教师活动：这种关系就是“与”逻辑关系，生活中还有那些事例能体现“与”逻辑关系。
学生活动：学生积极思考讨论，并回答：声光控开关，只有晚上，有声音这两个条件都满足，灯才亮（学生一）登陆QQ，只有账号和密码都正确，才能登陆（学生二）（通过学生对生活中具体事例的分析，加深对“与”逻辑关系的理解）教师活动：教师进行点评，并介绍具有“与”逻辑关系的电路叫“与”门电路，简称“与”门。
然后课件展示新问题：请同学们利用前几节课中我们学习的串并联电路设计一个电路，能够实现只有两个电键都闭合，电灯才能发光的功能，并记录两个开关的断开和闭合对灯泡亮灭的影响，并思考其中的逻辑关系。
2013年高二物理教学归纳学案《简单的逻辑电路》1(人教版选修3-1)
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S 1，S 2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）图 1图 2 上开关 光传感器 蜂鸣器 5V0V图 3图 4图 6变阻器温度传感器5V 图 50V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：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：3）“或非”门电路符号：如图12。
4、“与或”门：图 8图 7图 9图12图11图 10图135、“与或非”门：1）构成：把一个与或非门的输出端接入一个非门的输入端，如图15。
2）“与或非”门真值表：6、 模块化思想。
基本门电路实际上是一种模块式电路，应用基本门组合成比较复杂的逻辑电路时，我们可以仅仅关心它们的输入和输出特性，而不必在意它们的内部结构，这种科学的思维方法就叫做模块化思想。
人教版物理选修3-1《简单的逻辑电路》优秀教案
简单的逻辑电路教案一、课题：简单的逻辑电路二、教学目标：知识和技能：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”门以及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。
3、初步了解“与”门、“或”门以及“非”门电路在实际问题中的应用。
过程与方法：以实验教学为主体的媒体教学为辅的课堂教学模式；以对比教学为主线、联系生活实际为辅线开展课堂教学活动。
情感、态度和价值观：感受数字技术对现代生活的巨大改变；体验物理知识与实践的紧密联系。
三、教学重、难点：三种门电路的逻辑关系以及门电路的实际应用。
四、教学过程：演示实验引入课题火警报警装置用火柴点燃放在图示位置，结果听到喇叭鸣叫。
问：1、为什么会有这样的实验现象？2、中间的“黑盒子”是什么元件？实验装置图：我们今天的这节课就是要来探究实验现象产生的原因以及“黑盒子”里的元件。
为此让我们从稳恒电路的模拟世界进入实用的数字世界。
一、数字电路和模拟电路电子电路中的信号：1、模拟信号：幅度随时间连续变化的信号例：正弦波信号、锯齿波信号等。
2、数字信号：幅度不随时间连续变化,而是跳跃变化阅读材料（见附页）点燃的火柴引：数字电路的基本单元是逻辑电路,逻辑电路中最基本的电路叫做“门”电路, （门电路是一种有一个或多个输入端，只有一个输出端的开关电路，是数字电路的基本单元。
门电路就像一扇门，当具备开门条件时，输出端就有一个信号输出；反之，门关闭）。
它们在工作时输入端和输出端的电势只有两种情况:一种为高电势(如12V)，另一种为低电势(如0V), 电路工作好像处在一种“是”和“非”的判断之中，因此叫做逻辑电路。
首先来认识一下逻辑电路的种类：二、逻辑电路的种类“与”门、“或”门、“非”门以及“与非”门、“或非”门和“异或”门（符号略）今天我们主要的任务是了解“与”门、“或”门和“非”门的特点及其应用。
三、逻辑电路的特点1、“与”逻辑电路（and）演示实验（利用积件模拟教材演示实验）这是一个搭积木的过程，教师在电脑屏幕上将积木（元件）准备好，学生上讲台操作鼠标，按下其中任意一个T o g g l e S w i t c h(键)，L E D（灯）不亮；当按下两个T o g g l e S w i t c h(键)，L E D（灯）亮。
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简单的逻辑电路学案
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。
参考答案：
2、非
3、或， 1
4、解答：。