高二物理同步课件：2.10《简单的逻辑电路》（新人教选修3-1）

欢迎进入物理课堂 第二章恒定电流 第10节简单的逻辑电路 课前导读 1 数字电路的工作状态有 两个独立的状态 2 基本的逻辑关系有 基本的逻辑电路有 3 与 门的符号为 或 门的符号为 非 门的符号为 4 十字路口的红绿灯是我们非常熟悉的 你知道红绿灯交替亮灭的原理是什么吗 知识解惑 一 对三种基本逻辑电路的理解1 对 与 门的理解如果一个事件和几个条件相联系 当这几个条件都满足后 该事件才能发生 这种关系叫 与 逻辑关系 具有这种逻辑关系的电路称为 与 门电路 简称 与 门 如下图所示 如果把开关A闭合作为条件A满足 把开关B闭合作为条件B满足 把电灯L亮作为结果Y成立 则 与 逻辑关系可以示意为 注意 与 是 一起 的意思 故 与 逻辑可以理解为只有一起进入 门才能打开 2 对 或 门的理解如果一个事件和几个条件相联系 当这几个条件中有一个满足 事件就会发生 这种关系叫 或 逻辑关系 具有这种逻辑关系的电路称为 或 门电路 简称 或 门 如下图所示 如果把开关A闭合当作条件A满足 把开关B闭合当作条件B满足 把电灯L亮当作结果Y成立 则 或 逻辑关系可以示意为 3 对 非 门的理解设正常逻辑关系为 当条件A满足时 结果C发生 当条件A不满足时 结果C不发生 与正常逻辑关系相反 如果条件A满足时 结果C不发生 条件A不满足时 结果C却发生 这种关系叫 非 逻辑关系 具有这种逻辑关系的电路叫 非 门电路 简称 非 门 如下图所示 如果把开关A闭合当作条件A满足 把电灯L亮当作结果Y成立 把电灯L灭当作结果成立 则正常逻辑关系为 A Y 而 非 逻辑关系表现为A 隧道里有一个警报器 在隧道的两端各有一个开关 在出现危险时要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警 那么应设计的电路为 A 与 门电路B 或 门电路C 非 门电路D 上述答案都有可能 解析 要求不论接通哪一个开关都能使警报器报警 这体现了 或 的逻辑关系 故只有B项正确 A C D三项都不对 答案 B 变式迁移 1 如右图所示为包含某逻辑电路的一个简单电路图 L为小灯泡 光照射电阻R 时 其阻值将变得远小于R 该逻辑电路是 门电路 填 与 或 或 非 当电阻R 受到光照时 小灯泡L将 填 发光 或 不发光 解析 与门 和 或门 电路至少有两个输入端 由电路只有一个输入端和电路符号知此逻辑电路为 非 门电路 当光照射到光敏电阻时其阻值变小 R 的端电压变小 非 门电路的输入端为低电位 0 输出端变为高电位 1 灯泡上端电势变高 灯泡L将发光 答案 非发光 二 各种基本的门电路的符号 真值表和逻辑关系 1 与 门的符号 与 门的真值表 1 与 门反映的逻辑关系 Y A B 2 与 门的逻辑符号 与 门电路符号表示为上图所示 符号 表示 和 与 就是英文 and 的意思 3 与 门电路的特点 当输入都为 0 时 输出为 0 当一个输入为 0 另一个输入为 1 时 输出为 0 当输入都为 1 时 输出为 1 2 或 门的符号 或 门的真值表 1 或 门反映的逻辑关系 Y A B 2 或 门的逻辑符号 或 门电路表为上图所示 符号 1 表示A B输入数之和必须大于或等于1 3 或 门电路特点 当输入都为 0 时 输出为 0 当一个输入为 0 另一个输入为 1 时 输出为 1 当输入都为 1 时 输出为 1 注意 对于 或 门电路 只要两输入端输入的和 1 则输出一定为 1 3 非 门的符号 非 门的真值表 2 非 门的逻辑符号 非 门电路表为上图所示 图中 1 表示缓冲 输出端的 表示反相 又叫反相圈 3 非 门电路特点 当输入为 0 时 输出为 1 当输入为 1 时 输出为 0 注意 与 或 门电路有两个输入端 输出由两输入端共同决定 而 非 门电路只有一个输入端 其输出跟输入恰好相反 因此 非 门电路也称反相器 下面是逻辑电路图 如下图 及其真值表 此逻辑电路为 门电路 在真值表中X处的逻辑值为 解析 逻辑电路分为 或 门电路 与 门电路和 非 门电路 本题为 或 门电路 由图表中输入和输出的关系 得出X值应为1 答案 或 1 变式迁移 2 在举重比赛中 有甲 乙 丙三名裁判 其中甲为主裁判 乙 丙为副裁判 当主裁判和一名以上 包括一名 副裁判认为运动员上举合格后 才可发出合格信号 试列出真值表 解析 设甲 乙 丙三名裁判的裁判意见为逻辑变量A B C 裁判结果为Y 并且对于A B C 设 判上举合格为逻辑 1 不合格为逻辑 0 对于Y 设 上举合格为逻辑 1 不合格为逻辑 0 根据题意及上述假设列出真值表如下表所示 知能演练 基础巩固 1 逻辑电路的信号有两种状态 一是高电位状态 用 1 表示 另一种是低电位状态 用 0 表示 关于这里的 1 和 0 下列说法中正确的是 A 1 表示电压为1V 0 表示电压为0VB 1 表示电压为大于或等于1伏 0 表示电压一定为0VC 1 和 0 是逻辑关系的两种可能值 不表示具体的数字D 1 表示该点与电源正极相连 0 表示该点与电源负极相连 解析 门电路是用来控制信号的 通过 或 截断 的一种开关电路 根据指定条件 门电路对输入 输出的因果关系作出判断 门电路的输入 输出信号都以电位的高低来表示 若把高电位看作有信号 表示某个条件存在或信号能通过 以符号 1 表示 这种逻辑关系称为正逻辑 反之则称为负逻辑 在通常情况下 不加说明的都指正逻辑 所以 1 和 0 只是两个符号 是两种变量的可能的取值 故C选项正确 答案 C 2 一逻辑电路图如下图所示 其真值表见下表 此逻辑电路为 门电路 在真值表中X处的逻辑值为 解析 本题考查 与 或 非 门电路的区分 逻辑电路分为 或 门电路 与 门电路和 非 门电路 本题为 与 门电路 由图表中输入或输出的关系 得出X值应为0 答案 与 0 能力提升 7 楼梯过道中的电灯往往采用如下图所示的电路控制 设高电压为 1 低电压为 0 试讨论灯泡L的亮暗情况 并列出真值表 解析 设高电压为 1 低电压为 0 由如下图所示 可知A接低 B接低 灯不亮 A接低 B接高 灯亮 A接高 B接低 灯亮 A接高 B接高 灯不亮 列出真值表如下 祝 您 学业有成 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