简单逻辑电路

《简单的逻辑电路》物理教案第一章：逻辑电路基础1.1 教学目标：了解逻辑电路的定义和作用。

掌握逻辑电路的基本组成和符号表示。

1.2 教学内容：逻辑电路的定义和作用。

逻辑电路的基本组成：输入、输出、逻辑门。

逻辑电路的符号表示：与门、或门、非门。

1.3 教学方法：采用讲解和示例相结合的方式，让学生理解逻辑电路的基本概念。

通过绘制逻辑电路图，加深学生对逻辑电路符号表示的理解。

1.4 教学评估：课堂练习：让学生绘制简单的逻辑电路图。

课后作业：要求学生分析并解释给定的逻辑电路的功能。

第二章：与门和或门2.1 教学目标：掌握与门和或门的功能和工作原理。

能够分析简单的与门和或门电路。

2.2 教学内容：与门的功能和工作原理。

或门的功能和工作原理。

简单电路的分析：与门和或门的组合。

2.3 教学方法：通过实验和示例，让学生观察和理解与门和或门的功能。

引导学生通过逻辑推理，分析简单电路的功能。

2.4 教学评估：课堂实验：观察并解释与门和或门的实验结果。

课后作业：分析并绘制给定的简单电路图。

第三章：非门3.1 教学目标：掌握非门的功能和工作原理。

能够分析非门电路。

3.2 教学内容：非门的功能和工作原理。

非门电路的分析。

3.3 教学方法：通过实验和示例，让学生观察和理解非门的功能。

引导学生通过逻辑推理，分析非门电路的功能。

3.4 教学评估：课堂实验：观察并解释非门的实验结果。

课后作业：分析并绘制给定的非门电路图。

第四章：逻辑电路的应用4.1 教学目标：了解逻辑电路的实际应用。

能够设计简单的逻辑电路。

4.2 教学内容：逻辑电路的实际应用：数字电路、计算机等。

设计简单的逻辑电路：编码器、译码器等。

4.3 教学方法：通过实例和项目，让学生了解逻辑电路在实际应用中的作用。

引导学生通过小组合作，设计简单的逻辑电路。

4.4 教学评估：小组项目：设计并实现一个简单的逻辑电路。

课后作业：分析并解释给定的逻辑电路应用实例。

第五章：逻辑电路的测试与维护5.1 教学目标：了解逻辑电路的测试方法。

第十节简单的逻辑电路学案导学学习目标（一）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”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）过程与方法突出自主探究、交流合作为主体的学习方式。

（三）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；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。

自主学习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。

同步导学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。

第5课时 多用电表 简单的逻辑电路基础知识1．多用电表的实验原理：（1）如图7-5-1所示为多用电表外形图，多用电表是一种多量程、多用途的测量交、直流电学量的仪器，可以测量电阻、交直流电压和电流. 具体名称如下，①表盘，表盘上有电流、电压、电阻等各种量程的刻度；②选择开关及各种量程；③机械调零螺丝，用于调整电流、电压零点；④欧姆表的调零旋钮，用于调整欧姆零点；⑤表的接线插孔，红表笔插“＋”孔，黑表笔插“—”孔.（2）欧姆表测电阻的原理是闭合电路的欧姆定律，欧姆表内部结构如图7-5-2所示，其中G 为灵敏电流计，满偏电流I g ，线圈电阻R g ，电源电动势E ，内阻r ，R 0为调零电阻.当红黑表笔短接时，调节R 0使指针满偏.R r R E I g g ++=当红黑表笔间接电阻R x 时，通过电流表电流Xg R R r R EI +++=0，每一个R x 对应一个电流I ，在刻度盘上直接标出与I 对应的R x 的值，这样即可读出待测电阻阻值，但由上式看出，I 与R x 不成比例，故欧姆表刻度不均匀.当R x ＝R g ＋R 0＋r 时，I ＝I g /2，指针半偏，所以欧姆表的内阻等于中值电阻，用R 中表示.因此R x 与I 的对应关系为Rx ＝中R IE -.（3）欧姆表测电阻时的误差分析①在用多用电表测量电阻时可能测量值偏大，其主要原因可能是表笔与电阻两端接触欠紧而引入接触电阻，或者在连续测量过程中，表笔接触时间过长，引起电表内电池电动势下降，内阻增加.如果是测量值偏小，则可能是人体电阻并入造成.②电池老化对欧姆表的影响：一个多用电表的电池已使用很久了，但是转动旋钮时，仍可使表针调至零欧姆刻度，这时测出的电阻值R 测与所测电阻的真实值R 真相比较R 测>R 真.分析如下：电阻调零时，I g ＝E /R 内，R g 图7-5-1 图7-5-2测量电阻时，I ＝E /(R +R 内)， 故I ＝EI R I I R E EIg x g gx g+=+1电池用久后，E 减小，由公式可知I 随之减小，从而指针指示的电阻刻度值偏大，即R 测>R 真.2．简单的逻辑电路 （1）．“与”门电路 ①符号②真值表 2．“或”门电路 ①符号②真值表3．“非”门电路 ①符号②真值表一.欧姆表法测电阻的三个公式（1）中值电阻计算R 中＝E /I g ：欧姆表的中值电阻，即为指针指在刻度盘中间刻度时的待测电阻的值，此值也是欧姆表的内电阻.在不同的挡位下，欧姆表的内电阻不同，中值电阻也不同，即为R 中＝nE /I g ，所以每选一次挡位，都要重新调一次零.（n 为所选欧姆挡的倍率） （2）表盘刻度转换式R x ＝中g R II )1(-：求出中值电阻，然后根据此公式就能将电流表的电流刻度转化为欧姆表的电阻刻度.依据此公式还可以看出欧姆表盘的刻度排列特点. （3）测量结果读数式R x ＝nR 读：此公式即是读数公式，也是选挡的依据.【例1】如图7-5-3所示为欧姆表示意图，I g ＝300μA ，r g ＝100Ω，调零电阻最大值R ＝50K Ω，串联固定电阻R 0＝50Ω，E ＝1.5V .它能准确测量的阻值范围是 A .30K Ω—80K Ω B .3K Ω—8K Ω C .300 K Ω—80Ω D .30Ω—80Ω【练习题1】关于多用电表的使用，下列说法正确的是A ．多用电表的指针达满偏时，被测电阻值最大B ．多用电表的指针指欧姆零点时，说明通过被测电阻的电流最大图7-5-3C．测电阻时前，把面板上的选择开关置于相应的欧姆挡上，将两表笔的金属杆直接短路，调整欧姆挡调零旋钮使指针指在电流表的最大刻度处D．用欧姆表的“×10”挡，指针指在刻度20~40的正中央，则被测电阻的阻值为30Ω二．多用电表的使用1.红表笔代表欧姆表内部电源的负极，黑表笔代表内部电源的正极；2.与使用电流表、电压表一样，多用电表在使用前要进行机械调零（即观察指针是否指在刻度线左端的零刻度处，若不指零，可用小螺丝刀旋转定位螺丝）；3.使用欧姆挡测电阻时，还要进行“欧姆调零”，方法是：将选择开关置于欧姆挡（适当量程），将两表笔短接，调整电阻调零旋钮，使指针指在电阻刻度的零位置上；注意：每换一次欧姆挡的量程，都要重新进行欧姆调零.4.关于欧姆挡量程的选择：使用欧姆挡测电阻时，指针指示在表盘中值电阻左右读数较准确.如某多用电表欧姆挡R中＝15Ω，当待测电阻约为2KΩ时，应选用“ 100”挡，读数不要忘记乘以相应的倍率；5.测量时，待测电阻要与电源以及其他电阻断开，且不能用手接触表笔；6.测量完毕后，要把表笔从测试孔中拔出，并将选择开关置于“OFF”挡或交流电压最高挡；7.当黑箱内有电源时不能用欧姆挡测量电阻.【例2】关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法中正确的是A．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的B．应使待测电阻与其它电学元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分C．每次更换量程都要将两表笔短接，进行欧姆调零D．为使测量准确，应使表针指在中值电阻附近，否则应换档E．测量时，若指针偏角较大，应换用倍率较大的档位F．使用完毕，应将选择开关置于空档OFF，或交流电压最高档【练习题2】数字式万用表如图7-5-4所示，是近些年发展起来的高科技数码产品，是传统的机械指针式仪表的更新换代产品，数字表有很多独特的优点，具体表现在：挡的测量精度为±0.05%，欧姆挡精度为±0.08%，而常用指针式电压表电流表精度只有±2.5%，欧姆挡的精度更低.数字表内阻非常理想，数字表“DF930”的电压挡所有量程内阻高达10MΩ，而机械指针式电压表内阻一般为几千欧到几十千欧，内电阻高出了2~3个数量级.图7-5-4今有一块数字万用表“DF930”、一只滑动变阻器（0~30Ω）、两只开关、导线若干.利用这些器材，尽量采用简单的方法，测量一节干电池的电动势和内电阻，要求分两步测量，首先测量电动势，待电动势测得之后再测其内电阻.（1）连接万用表.在如图7-5-5电路中的各个元器件已经连接妥当，数字万用表的一个表笔也已经跟电路相连，请将另一只表笔正确的接入电路.（2）操作步骤：挡，选择合适的量程，断开开关，闭合开关，记录表的示数，反复测量多次，示数的平均值记为X.②将万用表选择开头置于挡，选择合适的量程，断开开关，闭合开关，记录表的示数，设它为Y，紧接着进行下面的操作：将万用表选择开关置于挡，选择合适的量程，将开头S 1与S 2都闭合，记录表的示数，设它Z ，把Y 和对应的Z 作为一组数据记录下来，反复测量多次得到多组数据.③ 即为干电池的电动势.（填“X ”、“Y ”或“Z ”④内电阻的表达式r ＝ （用X 、Y 、Z 表示），将步骤测得的多组数据代入公式，求出r 的平均值，即为干电池内电阻的值.三．多用电表探测黑箱内的电学元件根据不同电学元件的电阻特点进行测量判断 1.电阻为零——两接线柱由无阻导线短接. 2.电压为零有下述可能性（1）任意两接线柱之间电压均为零——盒内无电源. （2）有的接线柱之间电压为零.①或两接线柱中至少有一个与电源断路.②或两接线柱之间有电动势代数和为零的反串电池组. ③或两接线柱间短路.3.有充放电现象（欧姆表指针先偏转，然后又回到“∞”刻度）——两接线柱之间有电容器.在分析和解答黑盒问题时，其外观表现往往相同，所以不仅答案多种多样，而且在无条件限制时，还可能有无数多解答. 解答步骤如下：【例3】如图7-5-6所示，黑盒有四个接线柱，内有4只阻值均为6Ω的电阻，每只电阻都直接与接线柱相连.测得R ab ＝6Ω，R ac ＝R ad ＝10Ω.R bc ＝R bd ＝R cd ＝4Ω，试画出黑盒内的电路.【例4】某同学用多用电表测电阻R x ，所用多用电表的欧姆挡有×1、×10、×100、×1K 四挡，他粗测时用×100挡，调零后测量时发现指针偏转角度太小，为了获得较为准确的测量值，他的正确做法是什么？训练 51.如图7-5-8所示中E 为电源，R 1、R 2为电阻，S 为开关.现用多用电表测量流过电阻R 2的电流.将多用电表的选择开关调至直流电流挡（内阻很小）以后，正确的接法是（ ） A ．保持S 闭合，将红表笔接在a 处，黑表笔接在b 处 B ．保持S 闭合，将红表笔接在b 处，黑表笔接在a 处 C ．将S 断开，红表笔接在a 处，黑表笔接在b 处 D ．将S 断开，红表笔接在b 处，黑表笔接在a 处cd图7-5-6图7-5-82.某同学在利用多用电表测量一个未知电阻的阻值时，由于第一次选择的欧姆挡不够合适，又改换另一欧姆挡测量，两次测量时电表指针所指的位置如图7-5-9中虚线所示，下面列出这两次测量中的有关操作： A ．将两根表笔短接，并调零B ．将两根表笔分别跟被测电阻的两端接触，观察指针的位置C ．记下指针所示的读数D ．将多用电表面板上旋钮旋到“×100”挡E ．将多用电表面板上旋钮旋到“×10”挡F ．将多用电表面板上旋钮旋到OFF 挡（1）根据上述有关操作将两次的合理实验步骤按顺序写出（用上述操作项目前面的字母表示，且可以重复使用）. . （2）该电阻的阻值是 .3.多用电表中“＋”孔插 （红、黑）表笔，电流是从该表笔流 （填“进”或“出”），欧姆表内部电池的正极是接 （填“红”或“黑”）表笔的.4.关于欧姆表及其使用中的问题，下列说法中正确的是（ ） A ．表盘上所标明的电阻阻值刻度是均匀的B ．应使待测电阻与其它电学元件断开，并且不能用双手同时接触两表笔金属部分C ．每次更换量程都要将两表笔短接，进行欧姆调零D ．为使测量准确，应使表针指在中值电阻附近，否则应换档E ．测量时，若指针偏角较大，应换用倍率较大的档位F ．使用完毕，应将选择开关置于空档OFF ，或交流电压最高档5.用多用电表测直流电压U 和测电阻R 时，若红表笔插入多用电表的“＋”插孔，则（ ） A ．测U 时电流从红表笔流入多用表，测R 时电流从红表笔流出多用表 B ．测U 和测R 时电流均从红表笔流入多用电表 C ．测U 和测R 时电流均从红表笔流出多用电表D ．测U 时电流从红表笔流出多用电表，测R 时电流从红表笔流入多用电表6.如图7-5-10所示，黑盒子内各电阻的阻值相同，测得1、2端的电阻R 12是1、3端电阻R 13的2倍，1、2端的电阻是1、4端电阻R 14的2倍，3、4端的电阻为零，试画出盒内的最简电路图．5.已知黑箱外有A 、B 、C 三只接线柱如图7-5-12所示，黑箱内有一只定值电阻和一个二极管，它们的两端都直接接在接线柱上.用多用电表依次测三只接线柱间的阻值，结果如下表所示.由此可以判定黑箱内的结构.图7-5-10图7-5-12图7-5-136.多用电表是确定电学元件、检修电学故障的重要仪器，在电子技术中有广泛的应用.如图7-5-14所示，一个盒子外部有四个接线柱A 、B 、C 、D .盒内有三个电学元件和若干导线组成的电路.利用多用电表欧姆挡测试，结果如下：（1）A 、B 间的电阻是B 、D 间电阻的两倍，即R AB ＝2R BD .（2）两表笔分别接触A 、C 和C 、D 时，指针均先偏转，然后缓慢回到“∞”刻度.试画出盒内电路.7. 如图7-5-16所示由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是（ ）8.如图7-5-17是电热水器的恒温器原理图，继电器外接加热电路（图中未画出），R 1为可变电阻，R t 为热敏电阻．当温度低时，热敏电阻的阻值很大，温度高时热敏电阻的阻值很小．只有当水箱中有一定量的水且水的温度低于设定值时，热水器开启并加热，反之，热水器停止加热．（1）水箱中没有水时，电路中AB 部分处于 状态（填“接通”或“断开”）； （2）电路中的逻辑电路C 是 门电路；（3）若要调高水的设定温度值，须使可变电阻R 1的阻值 （填“增大”或“减小”）．BC图7-5-14图7-5-16继 电 器水箱 R 1R tRA C_图7-5-17。

简单的逻辑电路(知识梳理)通常把高电势称为1，低电势称为0。

数字信号的0和1好比是事物的“是”与“非”，而处理数字信号的电路称数字电路，因此，数字电路就有了判别“是”与“非”的逻辑功能。

我们将数字电路中基本单元电路称为逻辑电路，而最基本的逻辑电路是门电路。

那么数字信号的处理模式就是：数字电路→逻辑电路→门电路知识点二─、简单的逻辑电路1、“与”门的逻辑关系，真值表和电路符号所谓门，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。

（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：A YB ⎫⇒⎬⎭。

它们的逻辑关系如下表所示：条 件 结 果 开关A 开关B 灯泡Y 断 断 不亮 断 通 不亮 通 断 不亮 通通亮（2）“与”门的真值表如把开关接通定义为1，断开定义为0，灯泡亮为1，不亮为0，那么上表的情况可用下表的数学语言来描述，这种表格称为真值表。

“与”门的真值表输入输出A B Y0 0 00 1 01 0 01 1 1（3）“与”逻辑关系有两个控制条件作用会产生一个结果，当两个条件都满足时，结果才会成立，这种关系称为“与”逻辑关系。

符号：（4）“与”门的逻辑关系式：（5）波形图：（6）实验电路：2．“或”门的逻辑关系、真值表和符号（1）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：A Y B⎫⇒⎬⎭它们的逻辑关系如下表：（2）“或”门的真值表把开关接通定义为1，断开为0，灯泡亮为1，不亮为0，将上表制成下表，就可反映“或” 门输条件结果 开关A 开关B 灯泡Y 断 断 不亮 断 通 亮 通 断 亮 通通亮入输出关系的真值表，见下表：“或”门的真值表：输入输出A B Y0 0 00 1 11 0 11 1 1（3）“或”逻辑关系在几个控制条件中，只要有一个条件得到满足，结果就会发生，这种关系称为“或”逻辑关系。

2.10简单的逻辑电路学习目标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。

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 Y0 0 0 00 0 1 00 1 0 00 1 1 01 0 0 01 0 1 01 1 0 01 1 1 1例题：如图所示，试判断这是一个什么逻辑门电路。

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 gg le Sw itch(键)，LED（灯）不亮；当按下两个T o gg le Switch(键)，LED（灯）亮。