2022高中物理 第二章 恒定電流 第11節(jié) 簡單的邏輯電路學(xué)案 新人教版選修3-11知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法2初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實(shí)際問題中的應(yīng)用3初步了解集成電路1處理數(shù)字信號的電路叫做數(shù)字電路，具有邏輯功能的數(shù)字電路叫做邏輯電路數(shù)字電路中最基本的邏輯電路是門電路2“與”門(1)“與”邏輯關(guān)系：如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系(2)“與”門：具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門(3)符號：，其中“&”具有“與”的意思，象征著：只有A與B兩個(gè)輸入端都是1時(shí)，輸出端才是1(4)真值表輸入A0011B0101輸出Y00013“或”門(1)“或”邏輯關(guān)系：如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系(2)“或”門：具有“或”邏輯關(guān)系的電路叫做“或”門(3)符號：，“1”象征著：當(dāng)1個(gè)或多于1個(gè)輸入端為1時(shí)，輸出端就是1(4)真值表輸入A0011B0101輸出Y01114“非”門(1)“非”邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系叫做“非”邏輯關(guān)系(2)“非”門：具有“非”邏輯關(guān)系的電路叫做“非”門(3)符號為，其中矩形右側(cè)小圓表示數(shù)字“0”，它與數(shù)字“1”象征著，輸入端為1時(shí)，輸出端是0(4)真值表輸入A01輸出Y10 判一判(1)如果一個(gè)事件的幾個(gè)條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，這種關(guān)系叫做“與”邏輯關(guān)系()(2)如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某事件就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做“或”邏輯關(guān)系()(3)隧道里有一個(gè)警報(bào)器，在隧道的兩端各有一個(gè)開關(guān)，在出現(xiàn)危險(xiǎn)時(shí)要求不論接通哪一個(gè)開關(guān)都能使警報(bào)器報(bào)警，應(yīng)設(shè)計(jì)“非”門電路()(4)一個(gè)“與”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起，組成一個(gè)復(fù)合門電路，稱為“與非”門，符號為可簡化為()(5)一個(gè)“或”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起，組成一個(gè)“或非”門，符號為可簡化為()提示：(1)(2)(3)×(4)×(5)× 想一想馬路兩旁的路燈，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(guān)系？提示：天亮?xí)r路燈斷開，天黑時(shí)路燈接通，體現(xiàn)了“非”邏輯關(guān)系 做一做某單位的倉庫為了保證安全，不準(zhǔn)一個(gè)人單獨(dú)出入為此，在門上裝了3把鎖，只有甲、乙、丙三人均打開自己的鎖時(shí)，門才能打開這個(gè)事例體現(xiàn)了什么邏輯關(guān)系？將鎖打開記為“1”，不打開記為“0”，列出此邏輯運(yùn)算的真值表提示：體現(xiàn)了“與”邏輯關(guān)系設(shè)甲、乙、丙三人開鎖情況用A、B、C邏輯變量表示，打開用“1”表示，鎖不打開用“0”表示，門能否開用邏輯變量Y表示，列出真值表如表所示輸入輸出ABCY00000010010001101000101011001111對門電路的理解和應(yīng)用三種門電路的類比理解門電路種類類比電路圖邏輯關(guān)系“與”門兩個(gè)開關(guān)都閉合是燈亮的充分必要條件，邏輯關(guān)系可示意為C“或”門兩個(gè)開關(guān)都閉合是燈亮的充分但不必要條件，邏輯關(guān)系可示意為“非”門邏輯關(guān)系表示為AC，C表示結(jié)果成立，C表示結(jié)果不成立【題組過關(guān)】1聯(lián)合國安理會每個(gè)常任理事國都擁有否決權(quán)，假設(shè)設(shè)計(jì)一個(gè)表決器，常任理事國投反對票時(shí)輸入0，投贊成票或棄權(quán)時(shí)輸入1，提案通過為1，通不過為0，則這個(gè)表決器應(yīng)具有哪種邏輯關(guān)系()A“與”門B“或”門C“非”門 D“與非”門解析：選A根據(jù)聯(lián)合國常任理事國表決情況可知，即每個(gè)常任理事國都通過才為通過，只要有一個(gè)投反對票，則提案都不通過，所有常任理事國都同意才通過，故能正確表示該表決器的邏輯門應(yīng)該是“與”門2如圖所示為三個(gè)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(jù)門電路的符號特點(diǎn)可知，甲為“非”邏輯電路符號，A輸入端為“1”時(shí)，輸出為“0”，A錯(cuò)；乙為“或”邏輯電路符號，A輸入端為“1”，B輸入端為“0”時(shí)，輸出為“1”，B對，C錯(cuò)；丙為“與”邏輯電路符號，A輸入端為“1”，B輸入端為“0”時(shí)，輸出為“0”，D錯(cuò)簡單的復(fù)合門電路1“與非”門：一個(gè)“與”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起，組成一個(gè)復(fù)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(gè)“或”門電路和一個(gè)“非”門電路組合在一起，組成一個(gè)“或非”門，如圖所示其真值表為：輸入輸出輸入輸出A1B1Y1A2Y200001011101011011110【題組過關(guān)】1如圖所示，用1表示有信號輸入，用0表示無信號輸入，用1表示有信號輸出，用0表示無信號輸出，則當(dāng)A、B、C的輸入分別為0、1、0時(shí)，在輸出端Y的結(jié)果是()A0B1C0或1 D無法確定解析：選BA、B輸入分別為0、1，由“或”門邏輯關(guān)系知“或”門將輸出1，C輸入0，由“非”門的邏輯關(guān)系知，“非”門將輸出1，“與”門的兩個(gè)輸入都為1，由“與”門的邏輯關(guān)系知，“與”門將輸出1，即Y為1，B正確，A、C、D錯(cuò)誤2如圖所示，低電位報(bào)警器由兩個(gè)基本的門電路甲、乙與蜂鳴器組成，該報(bào)警器只有當(dāng)輸入電壓過低時(shí)蜂鳴器才會發(fā)出警報(bào)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：選B若甲是“與”門，乙是“非”門，不管輸入電壓為低電壓還是高電壓，經(jīng)過“與”門后輸出為低電壓，經(jīng)過“非”門后輸出高電壓，蜂鳴器都會發(fā)出警報(bào)，故A錯(cuò)誤；若甲是“或”門，乙是“非”門，當(dāng)輸入電壓為低電壓，經(jīng)過“或”門輸出為低電壓，經(jīng)過“非”門輸出為高電壓，蜂鳴器發(fā)出警報(bào)，當(dāng)輸入為高電壓，經(jīng)過“或”門輸出為高電壓，經(jīng)過“非”門輸出為低電壓，蜂鳴器不發(fā)出警報(bào)，故B正確；乙不會是“或”門和“與”門，故C、D錯(cuò)誤隨堂檢測 1為了節(jié)約用電，一種新型雙門電冰箱安裝了如下控制裝置：只要有一扇門沒有關(guān)緊，報(bào)警器就鳴響如果規(guī)定：門關(guān)緊時(shí)輸入信號為“0”，未關(guān)緊時(shí)輸入信號為“1”；當(dāng)輸出信號為“1”時(shí)，報(bào)警器就鳴響，輸出信號為“0”時(shí)，報(bào)警器就不鳴響則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B只要一個(gè)條件滿足，事件就會發(fā)生，即輸入端的信號只要有一個(gè)是“1”，輸出端就為“1”，該關(guān)系為“或”邏輯關(guān)系，該邏輯門是“或”門，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤2如圖所示為某一門電路符號及輸入端A、B的電勢隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象，則下列選項(xiàng)中能正確反映該門電路輸出端電勢隨時(shí)間變化關(guān)系的圖象是()解析：選A題圖為與門電路，所以A、B輸入端都是高電勢時(shí)，輸出才為高電勢，故A正確3如圖所示的電路圖是一個(gè)應(yīng)用“非”門構(gòu)成一個(gè)簡易火警報(bào)警電路，則圖中X框、Y框中應(yīng)是()AX為熱敏電阻，Y為可變電阻BX為熱敏電阻，Y為開關(guān)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(jīng)過“非”門后使L兩端出現(xiàn)高電位，產(chǎn)生報(bào)警信號4在車門報(bào)警電路中，兩個(gè)按鈕開關(guān)分別裝在汽車的兩扇門上，只要有開關(guān)處于斷開狀態(tài)，報(bào)警燈就發(fā)光，能實(shí)現(xiàn)此功能的電路是()解析：選D實(shí)現(xiàn)車門報(bào)警的電路應(yīng)當(dāng)是“或”門電路，而A、B是“與”門電路，A、B錯(cuò)誤；C、D圖是“或”門電路，但C中，S1、S2均斷開時(shí)，燈泡不亮，不能起到報(bào)警作用，D正確課時(shí)作業(yè) 學(xué)生用書P145(單獨(dú)成冊)一、單項(xiàng)選擇題1在如圖所示的邏輯電路中，當(dāng)A端輸入電信號“1”、B端輸入電信號“0”時(shí)，則在C和D端輸出的電信號分別為()A1和0 B0和1C1和1 D0和0解析：選CB端電信號經(jīng)過一個(gè)非門，變?yōu)椤?”，從D端輸出，故D端輸出為“1”；B端的輸出信號又作為輸入信號與A端輸入信號一起經(jīng)過上面的與門，兩者都是“1”，故C端輸出為“1”故選C2下表是某邏輯電路的真值表，該電路是圖中的()輸入輸出001011101110解析：選D根據(jù)該邏輯電路的真值表可以判斷，該門電路是一個(gè)“與”門電路和一個(gè)“非”門電路的組合，故選項(xiàng)D正確3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(guān)緊，汽車就不能啟動如果規(guī)定：車門關(guān)緊時(shí)為“1”，未關(guān)緊時(shí)為“0”；當(dāng)輸出信號為“1”時(shí)，汽車可以正常啟動行駛，當(dāng)輸出信號為“0”時(shí)，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兩個(gè)門有一個(gè)沒關(guān)緊就不工作是典型的“與”邏輯關(guān)系4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(yīng)該為“1”，故“非”門的輸入為“0”，故“或”門的兩個(gè)輸入端都應(yīng)該為“0”5兩只晶體二極管組成如圖所示電路，A、B為輸入端，Y為輸出端，分析該電路屬于()A“與”門電路 B“或”門電路C“非”門電路 D都不可能解析：選B或的邏輯關(guān)系是只要滿足兩個(gè)條件之一，結(jié)果就能產(chǎn)生，只有兩個(gè)條件都不滿足，結(jié)果才不能發(fā)生，B正確，A、C、D錯(cuò)誤6如圖所示是一個(gè)三輸入端復(fù)合門電路，當(dāng)C端輸入1，輸出端Y輸出0時(shí)，A、B端的輸入分別是()A0、0 B0、1C1、0 D1、1解析：選A當(dāng)C端輸入1，輸出端Y輸出0時(shí)，可知“與”門的另一輸入端(即“或”門的輸出端)必為0，故“或”門的輸入端，即A、B端的輸入分別為0、0，故選A7如圖所示為邏輯電路，根據(jù)電路圖完成它的真值表其輸出端從上到下排列，結(jié)果正確的是()輸入輸出ABC00011011A0，0，1，0 B0，0，1，1C1，0，1，0 D0，0，0，1解析：選A由圖示邏輯電路知B輸入先通過“非”門電路，輸出后與A組成“與”門電路輸出，根據(jù)其邏輯關(guān)系輸出應(yīng)為0，0，1，0，故選項(xiàng)A正確二、多項(xiàng)選擇題8在基本邏輯電路中，何種邏輯門電路，當(dāng)所有輸入均為0時(shí)，輸出不是1的是選項(xiàng)()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(dāng)所有輸入都為“0”時(shí)，“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(cuò)9如圖所示為一個(gè)簡單的報(bào)警器電路圖，下列說法錯(cuò)誤的是()AS1、S2都合上時(shí)報(bào)警器發(fā)聲BS1斷開、S2合上時(shí)報(bào)警器發(fā)聲CS1、S2都斷開時(shí)報(bào)警器發(fā)聲DS1閉合、S2斷開時(shí)報(bào)警器發(fā)聲解析：選ABC題目中給出了“與”門的符號，表示為“與”門電路，那么只有輸入端均為“1”時(shí)，報(bào)警器才發(fā)聲在電路的輸入端標(biāo)上字母A、B，如圖所示，當(dāng)S1閉合時(shí)，A接5 V，為高電勢，即A輸入為“1”，當(dāng)S1斷開時(shí)，R1無電流通過，A點(diǎn)電勢為0 V，輸入為“0”；同理，S2斷開，R2無電流，B點(diǎn)電勢為5 V，為高電勢，B輸入“1”，S2閉合，B輸入為“0”，由此可看出，只有A、B輸入均是“1”時(shí)，輸出才是“1”，這樣，S1應(yīng)閉合，S2應(yīng)斷開，報(bào)警器才會響所以D正確，A、B、C錯(cuò)誤10如圖所示為由二極管構(gòu)成的邏輯電路，A、B為輸入端，Y為輸出端，高電位用真值“1”表示，低電位用真值“0”表示，則()AA0，B0時(shí)Y0BA1，B0時(shí)Y1CA0，B1時(shí)Y1DA1，B1時(shí)Y1解析：選AD圖中A和B為輸入端，Y為輸出端，當(dāng)其中有一個(gè)輸入端為低電位(0)時(shí)，例如B輸入端，則二極管D2導(dǎo)通，使輸出端Y為低電位，記為“0”；如果B輸入端為高電位，則A輸入端為低電位，則二極管D1導(dǎo)通，所以輸出端Y為低電位，記為“0”；當(dāng)A和B輸入端都為低電位時(shí)，二極管D1、D2都導(dǎo)通，輸出端Y仍為低電位，只有當(dāng)A和B輸入端均為高電位時(shí)，二極管截止，輸出端才為高電位，記為“1”即A和B輸入端均為“1”時(shí)，輸出端才為“1”，此電路為“與”邏輯電路又稱二極管“與門”電路三、非選擇題11在舉重比賽中，有甲、乙、丙三名裁判，其中甲為主裁判，乙、丙為副裁判，當(dāng)主裁判和一名以上(包括一名)副裁判認(rèn)為運(yùn)動員上舉合格后，才可發(fā)出合格信號試列出真值表解析：設(shè)甲、乙、丙三名裁判的裁判意見為邏輯變量A、B、C，裁判結(jié)果為Y并且對于A、B、C，設(shè)上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”對于Y，設(shè)上舉合格為邏輯“1”，不合格為邏輯“0”根據(jù)題意綜合上述假設(shè)列出真值表如表所示ABCY00000010010001101000110110111111答案：真值表如表所示ABCY0000001001000110100011011011111112在鐵路與公路的交叉路口，安裝有自動控制的信號燈當(dāng)火車來的時(shí)候信號燈亮，火車過去時(shí)信號燈滅圖是這種信號燈的控制電路圖S1、S2為兩個(gè)光控開關(guān)，光照到時(shí)接通，沒照到時(shí)斷開只有兩個(gè)開關(guān)都接通時(shí)，信號燈才是滅的請?jiān)诳瞻滋幃嫵龇弦蟮拈T電路符號解析：開關(guān)閉合時(shí)輸入為高電勢，燈亮?xí)r輸出為高電勢所以開關(guān)閉合為1，斷開為0，燈亮為1，燈滅為0，則此時(shí)門電路的真值表應(yīng)如表所示：這是“與非”門真值表，所以框內(nèi)應(yīng)為如圖所示門電路輸入輸出ABY001011101110答案：