第2章 8 逻辑电路和控制电路-2021-2022学年高中物理选修3-1【名师导航】同步Word教参(教科版)

8　逻辑电路和控制电路 [学习目标]　1.[物理观念]初步了解简单的逻辑电路及表示符号．　2.[物理观念]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.[科学态度与责任]初步了解集成电路的作用及发展情况． 一、常见的逻辑电路 1．逻辑电路 (1)概念：输出与输入之间存在一定逻辑关系的电路． (2)最简单的逻辑电路——有触点的开关电路：手动或继电器控制． ①电路如图1 ②真值表如表1 图1　　　　　表1 2．常见的逻辑电路 (1)开关“与”电路 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开关“与”电路(如图所示)． ③真值表 (2)开关“或”电路 ①“或”逻辑关系：一个事件的几个条件中，只要有一个条件得到满足，事件就会发生． ②开关“或”电路(如图所示)． ③真值表 　 (3)开关“非”电路 ①“非”逻辑关系：输出状态与输入状态相反． ②开关“非”电路(如图所示)． ③真值表 　　　 二、用二极管实现“与”电路和“或”电路 1．特点 (1)动作速度快． (2)可靠性极高． 2．实现方法：“与”电路和“或”电路可以用二极管来实现，而“非”电路需用三极管来实现． 三、集成电路 1．应用：逻辑电路是计算机和自动化设备中的重要组成部分，在生产、生活中有着广泛的运用． 2．优点：体积小、方便、可靠，适用于系列化、标准化生产等． 3．发展进程 (1)第一台电子计算机诞生于1946年． (2)1947年，晶体三极管的发明给计算机提供了新的电子器件，1956年研制成功的第一台晶体管计算机，成为第二代电子计算机的开端． (3)1958年研制出第一个半导体集成电路． (4)1964年生产出由混合集成电路作为电子器件的第三代电子计算机． 1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)如果一个事件的几个条件都满足后，该事件才能发生，这种关系叫作“与”逻辑关系． (√) (2)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，这种关系叫作“或”逻辑关系． (√) (3)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． (√) (4)在生产生活中，逻辑电路是自动控制电路的核心． (√) 2．(多选)在基本逻辑电路中，何种逻辑门电路当其所有输入均为“0”时，输出不是“1”的是(　　) A．“与”门电路　　　 B．“或”门电路 C．“非”门电路 D．都不可能 AB　[当所有输入都为“0”时，“与”门电路输出为“0”，“或”门电路输出为“0”，“非”门电路输出为“1”，A、B选项正确，C、D选项错误．] 3.在如图所示的复合电路中，A、B、C为门电路的输入端，现欲使Y输出“0”，如果C输入端为“0”，则A、B两端分别输入(　　) A．0　0 B．0　1 C．1　0 D．1　1 A　[当C端输入“0”，“非”电路输出“1”，输出端Y输出“0”时，可知“或”电路的输出端必须为“0”，则A、B端的输入分别为0,0，A正确．] 　三种门电路的理解 门电路种类 类比电路图 逻辑关系 “与”门 两个开关都闭合灯才亮，逻辑关系可示意为⇒C “或”门 两个开关中至少一个闭合灯亮，逻辑关系可示意为 “非”门 开关闭合时灯不亮，逻辑关系表示为A⇒－C，C表示结果成立，－C表示结果不成立 【例1】　如图所示，表示输入端A、B的电势随时间的变化关系，完成下题．求： (1)开关“与”电路的输出电压P随时间变化的关系； (2)开关“或”电路的输出电压P随时间变化的关系． 思路点拨：①“与”逻辑关系是当两个输入端都有信号输入时，输出端才有信号输出． ②“或”逻辑关系是当两个输入端的任意一个有信号输入时，输出端均有信号输出． 解析：(1)对“与”电路，先做出A、B、P的真值表，然后再确定输出电压P与时间的变化关系． A(UA) B(UB) P 0 1 0 1 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 所以UP随时间变化关系如图所示： (2)对“或”电路，先做出A、B、P的真值表，然后再确定输出电压P与时间的变化关系． A(UA) B(UB) P 0 1 1 1 0 1 0 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 1 0 1 1 所以UP随时间变化如图所示： 答案：见解析 对“与”电路、“或”电路及真值表中“0”“1”的理解 (1)“与”“或”电路有两个输入端，输出由两输入共同决定，而“非”电路只有一个输入端，其输出跟输入恰好相