高中物理选修3-1第1部分 第二章《直流电路》第8节《逻辑电路和控制电路》教科

欢迎进入物理课堂 第二章 第8节 理解教材新知 把握热点考向 应用创新演练 知识点一 知识点二 随堂基础巩固 课时跟踪训练 考向一 考向二 1 如果要求输出P为1 只有输入A和输入B都为1才能实现 否则输出为0 这就是 与 逻辑电路 2 如果要求输出P为1 只要输入A和B有一个为1就能实现 这就是 或 逻辑电路 3 如果要求输出P为1 则输入A应为0 即输入与输出的逻辑关系是相反的 这就是 非 逻辑电路 1 开关 与 电路 1 电路图 如图2 8 1所示 自学教材 与 电路图2 8 1 2 与 电路真值表 2 开关 或 电路 1 电路图 如图2 8 2所示 或 电路图2 8 2 2 或 电路真值表 3 开关 非 电路 1 电路图 如图2 8 3所示 图2 8 3 2 非 电路真值表 重点诠释 图2 8 4 2 与 电路的特点 开关之间是串联关系 当A B输入都为 0 或A B中有一个输入为 0 时 输出为 0 当A B输入都为 1 时 输出为 1 图2 8 5 2 或 电路的特点 开关之间是并联关系 A B输入都为 0 时 输出为 0 A B输入都为 1 或A B中有一个输入为 1 时 输出为 1 3 对 非 电路的理解 1 如果条件A满足时 另一个条件B则不满足 条件A不满足时 另一个条件B则满足 它们的逻辑关系是相反的 这种关系叫 非 逻辑关系 具有这种逻辑关系的电路叫 非 电路 如图2 8 6所示 2 非 电路的特点 单刀双掷开关 当A输入为 1 时 B输入为 0 当A输入为 0 时 B输入为 1 图2 8 6 1 在基本逻辑电路中 何种逻辑门电路 当所有输入均为0时 输出不是1 A 与 门电路B 或 门电路C 非 门电路D 都不可能 解析 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对 C D错 答案 AB 自学教材 1 几个控制电路实例 1 自动门控制电路要求 有人从门外要进门或从门内要出门时门会自动打开 同时有人从门外和门内走来时 门也会自动打开 电路图如图2 8 7所示 自动门的控制电路图2 8 7 真值表 2 举重裁判控制器要求 三个裁判A 主裁判 B 副裁判 C 副裁判 只有当三个裁判同时按下自己面前的按钮或主裁判和一个副裁判同时按下自己面前的按钮 指示杠铃稳当举起的灯泡P才亮 电路图如图2 8 8所示 图2 8 8 真值表 3 楼梯开关电路要求 不论从楼上 楼下均可开 关楼梯灯 电路图如图2 8 9所示 图2 8 9 2 用二极管实现 与 电路和 或 电路 1 有触点开关的缺点 触点易磨损 金属疲劳以及运动部件的动作速度慢导致可靠性较差 2 晶体管的优点 没有运动部件 动作速度快 可靠性高 3 集成电路与电子计算机 1 第一台电子计算机诞生于1946年 主要由电子管和继电器组成 2 1956年研制成晶体管计算机成为第二代电子计算机的开端 3 1958年研制成第一个半导体集成电路 1964年生产出的由混合集成电路作为主要电子器件的第三代电子计算机 运算速度达每秒几百万次 4 1975年以后采用大规模和超大规模集成电路制成的第四代电子计算机 运算速度达每秒几百万次到几亿次 今天更达到每秒1015次 2 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 如果规定 车门关紧时为 1 未关紧时为 0 当输出信号为 1 时 汽车可以正常启动行驶 当输出信号为 0 时 汽车不能启动 能正确表示该控制装置工作原理的逻辑电路是 A 与 电路B 或 电路C 非 电路D 以上都不是 解析 只有所有车门关紧时 即输入全为 1 时 输出才为 1 故此逻辑电路为 与 电路 A正确 答案 A 例1 如图2 8 10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 图2 8 10 1 开关 与 电路的输出电压Y随时间变化的关系 2 开关 或 电路的输出电压Y随时间变化的关系 思路点拨 与 逻辑关系是当两个输入端都有信号时 输出端才有信号输出 或 逻辑关系是当两个输入端的任意一个有信号时 输出端就有信号输出 由于已知的是输入端电信号随时间变化的关系 为了便于分析输出端的情况 借用真值表进行分析 解析 1 对 与 电路 先做出A B Y的真值表 然后再确定输出电压Y与时间的变化关系 所以UY随时间变化关系如图所示 2 对 或 电路 先做出A B Y的真值表 然后再确定输出电压Y与时间的变化关系 所以UY随时间变化如图所示 答案 见解析 一般情况下 用 1 表示高电势 0 表示低电势 只有正确地列出真值表 找出A B的逻辑关系 才能列出Y的真值表 画出UY随时间的变化关系 例2 如图2 8 11所示是一个由声控开关S 光敏电阻R2 小灯泡L等元件构成的自动控制电路 该电路常用于控制居民小区里的楼道灯 白天 即使拍手发出声音 楼道灯也不会亮 到了晚上 只要拍手发出声音 灯就会亮 并采用延时电路 使之亮一段时间后才熄灭 对此电路下面说法正确的有 图2 8 11 A 方框N中应是 与 电路B 方框N中应是 或 电路C 要使小灯泡L每天进入声控阶段的时间推迟一些 可以将R1的阻值调大些D 要使小灯泡L每天进入声控阶段的时间推迟一些 可以将R1的阻值调小些 审题指导 解答本题时应注意以下两点 1 小灯泡点亮的条件是光线暗到一定程度和楼道内有声音两个条件同时满足 2 光线越暗 光敏电阻的阻值越大 解析 如图所示 当Q输出端电压为高电压时 小灯泡才会亮 由题意可知 拍手发出声音后 声控开关S闭合 S2端输入为高电压 晚上没有光照时 R2的阻值会变大 S1点的电压会变成高电压 说明只有S1 S2输入均为高电压时 输出端Q才为高电压 所以方框N中是 与 电路 要使小灯泡L每天进入声控阶段的时间推迟一些 可以使S1点的电压晚些达到动作的高电压 也就是要使电阻R2的阻值更大时 S1端才能达到高电压 根据串联分压的原理 应将R1的阻值调大些 A C选项正确 答案 AC 在逻辑电路的实际问题分析中 除去熟练掌握各种逻辑电路的特点外 还要熟练掌握电路的动态变化规律的分析 准确判断出逻辑电路部分输入端的电势高低变化 这是解决这类问题的关键 点击下图片进入 随堂基础巩固 点击下图片进入 课时跟踪训练 同学们 来学校和回家的路上要注意安全 同学们 来学校和回家的路上要注意安全