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2019-2020年高二物理一輪復(fù)習(xí) 3-1 2.10《邏輯電路》教學(xué)案 一、 教材分析 課程標(biāo)準(zhǔn)的要求是“通過實驗，觀察門電路的基本作用。初步了解邏輯電路的基本原理以及在自動控制中的應(yīng)用。”從中可以看出：第一、這里的要求很低；第二、學(xué)習(xí)邏輯電路必須做實驗。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識與技能 　?。?）知道三種門電路的邏輯關(guān)系、符號及真值表； 　　（2）會用真值表表示一些簡單的邏輯關(guān)系； 　?。?）會分析、設(shè)計一些簡單的邏輯電路。 2．過程與方法 　?。?）通過實例與實驗，理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系； 　　（2）通過簡單的邏輯電路設(shè)計，體會邏輯電路在生活中的意義。 3．情感態(tài)度與價值觀 　　（1）感受數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)代生活的巨大改變，關(guān)注我國集成電路以及元器件研究的發(fā)展情況； 　?。?）體驗物理知識與實踐的緊密聯(lián)系； 　　（3）學(xué)生在自主探究、交流合作中獲得知識，體會學(xué)習(xí)的快樂。 三、教學(xué)重點難點 重點：三種門電路的真值表及符號。 難點：數(shù)字電路的意義。 四、學(xué)情分析 學(xué)生剛學(xué)完穩(wěn)恒電流及復(fù)雜電路分析，對電勢等概念比較清晰，但分析復(fù)雜電路的水平有限，加上教材中本節(jié)屬于對穩(wěn)恒電流的補充，對后面的傳感器知識起引領(lǐng)。故準(zhǔn)備重點講解“與”門、“或”門以及“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。 五、教學(xué)方法 實驗法、討論法 六、課前準(zhǔn)備 門電路演示板、多媒體課件 七、課時安排1課時 八、教學(xué)過程 （一）預(yù)習(xí)檢查、總結(jié)疑惑 （二）情景引入、展示目標(biāo) 講解：樓道自動控制燈。 　?、侔滋欤瑹舨涣?。 　?、跊]有聲音，燈不亮。 　　③通電，夜晚，拍手，燈亮。 　　師：像這樣，現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關(guān)系，實現(xiàn)這些邏輯功能離不開數(shù)字信號。 請同學(xué)們舉例。 　　生：遙控器、機器人等。 　　　師介紹： 　?、倌M信號：連續(xù)變化的電壓信號。②數(shù)字信號：只有兩個對立的狀態(tài)，高電平“1”，低電平“0”。 　　 　 數(shù)字信號的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”，而處理數(shù)字信號的電路——數(shù)字電路，就有了辨別“是”、“非”的邏輯功能。 　　這節(jié)課我們學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路——門電路。 （三）合作探究、精講點播 　1．“與”門 　　師：門是一種條件開關(guān)，只有當(dāng)輸入信號滿足一定條件時，門才能被打開，才有輸出信號。 <自主活動>： 某財務(wù)室的門上有兩把鎖，如何才能打開大門？在這個事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關(guān)系呢？ （1）投影： 　 　引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對電路的控制作用，體會“與”邏輯關(guān)系。 　　(當(dāng)兩個條件都滿足時，結(jié)果才會成立) （2）思考與討論，讓學(xué)生體會生活中的“與”邏輯關(guān)系。 　 　師：具有“與”邏輯關(guān)系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。 （3）引導(dǎo)學(xué)生把圖2．10-2結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。 　　引導(dǎo)學(xué)生：把開關(guān)接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數(shù)字語言描述上表： 　　師：這是“與”門的真值表，圖2．10-2中A、B是有邏輯關(guān)系的機械開關(guān)，實用的門電路則是半導(dǎo)體材料制成的。 （4）“與”門的符號 （5）演示“與”門電路。 2．“或”門 <自主活動>： 新學(xué)期開學(xué)了，蕪湖十二中416寢室的6名同學(xué)都到宿管辦報到，宿管辦的老師分別發(fā)給他們每人一把鑰匙，方便他們單獨出入，大家談?wù)勗谶@個事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關(guān)系呢？ （1） 投影： （2） 引導(dǎo)學(xué)生分析開關(guān)A、B對電路的控制作用，體會“或”邏輯關(guān)系(在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結(jié)果就會發(fā)生) （2）思考與討論，讓學(xué)生體會生活中的“或”邏輯關(guān)系。 　　 師：具有“或”邏輯關(guān)系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。 （3）引導(dǎo)學(xué)生把圖2．10-6結(jié)果與條件的關(guān)系用表格表示。 　　引導(dǎo)學(xué)生：把開關(guān)接通定義為“1”，斷開定義為“0”；燈亮定義為“1”，燈熄定義為“0”，用數(shù)字語言描述上表： 　　師：這是“或”門的真值表。 　　 （4）“或”門的符號。（5）演示“或”門電路。 3．“非”門 （1）投影：分析開關(guān)A、B對電路的控制作用 （2）非門真值表： （3）非門符號： （三）實例探究 師：介紹集成電路的優(yōu)點。讓學(xué)生了解幾個“或”門的集成電路和幾個“非”門的集成電路的外引線圖。 例1、如圖，一個火警報警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個熱敏電阻，低溫時電阻值很大，高溫時電阻值很小，R是一個阻值較小的分壓電阻。 （1）要做到低溫時電鈴不響，火警時產(chǎn)生高溫，電鈴響起。在圖中虛線處應(yīng)接入怎樣的元件？ （2）為什么溫度高時電鈴會被接通？ （3）為了提高該電路的靈敏度，即報警穩(wěn)定調(diào)的稍底些，R的值應(yīng)大一些還是小一些？ R X +5V 電鈴 0V P D Rt 例2、由某門電路構(gòu)成的一簡單控制電路如圖，其中r為光敏電阻，光照時電阻很小，R為變阻器，L為小燈泡。其工作情況是：當(dāng)光敏電阻受到光照時，小燈L不亮，不受光照時，小燈L亮。 ①請在電路中虛線框內(nèi)畫出該門電路符號； ②該門電路是 。 　　教師引導(dǎo)學(xué)生完成對例題的分析和求解，通過實例分析加深對所學(xué)知識的理解。 （四）反思總結(jié)、當(dāng)堂檢測作業(yè) 1、思考并回答P81“問題與練習(xí)”中的題目。 2、課下閱讀課本80頁“科學(xué)漫步”中的文章《集成電路》。 （五）發(fā)導(dǎo)學(xué)案、布置作業(yè) 1.閱讀科學(xué)漫步──集成電路。 2.處理課后問題與練習(xí)。 九、板書設(shè)計 悟理 含義 “門”電路 真值表 符號 科學(xué)探究1 含義 簡單的邏輯電路 “或”電路 真值表 科學(xué)探究2 實際應(yīng)用 符號 含義 科學(xué)探究3 “非”電路 真值表 符號 十、教學(xué)反思 這里的內(nèi)容也是為選修3-2中傳感器的教學(xué)做準(zhǔn)備的。3-2里關(guān)于傳感器的學(xué)生實驗，多數(shù)都要借助邏輯電路才能完成。實際上，也只有做過3-2中關(guān)于傳感器的實驗后才能學(xué)好邏輯電路的知識。 第十節(jié) 簡單的邏輯電路學(xué)案 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、 預(yù)習(xí)目標(biāo) 1、知道數(shù)字電路和模擬電路的概念，了解數(shù)字電路的優(yōu)點。 2、知道“與”門、“或”門、“非”門電路的特征、邏輯關(guān)系及表示法。 3、初步了解“與”門、“或”門、“非”門電路在實際問題中的應(yīng)用 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1.數(shù)字電路：處理 的電路叫做數(shù)字電路。 2.門電路：就是一種開關(guān)，在一定條件下它允許 ；如果條件不滿足，信號就被阻擋在“門”外。 3.如果一個事件的幾個條件都滿足后，該事件才能發(fā)生，我們把這種關(guān)系叫做 。具有 的電路稱為“與”門電路。 4.如果幾個條件中，只要有一個條件得到滿足，某件事就會發(fā)生，這種關(guān)系叫做 ，具有 的電路叫做“或”門電路。 5.輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)呈現(xiàn) 的邏輯關(guān)系，叫做“非”邏輯，具有 的電路叫做“非”門電路。 三、提出疑惑 課內(nèi)探究學(xué)案 一、 學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、感受數(shù)字技術(shù)對現(xiàn)代生活的巨大改變； 2、體驗物理知識與實踐的緊密聯(lián)系； 3、突出自主探究、交流合作為主體的學(xué)習(xí)方式 二、學(xué)習(xí)過程 1.按照輸入和輸出關(guān)系的不同，可以將基本的邏輯門電路分為“與”門、“或”門、“非”門等。 （1）“與”門 理解：當(dāng)幾個條件同時具備才能出現(xiàn)某一結(jié)果，這些條件與結(jié)果之間的關(guān)系稱為“與”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“與”門。 符號：如圖 特點： ①當(dāng)A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”； ②當(dāng)A輸入為“0”B輸出為“1”或A輸入為“1”B輸出為“0”時，Y輸出為“0”； ③當(dāng)A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。 （2）“或”門 理解：當(dāng)幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果，則這些條件與結(jié)果之間的關(guān)系稱為“或”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“或”門。 符號：如圖 特點： ①當(dāng)A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”； ②當(dāng)一個輸入“0”另一個輸入為“1”時，Y輸出為“1”； ③當(dāng)A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。 （3）“非”門 理解：當(dāng)一種結(jié)果出現(xiàn)時，另一種結(jié)果一定不出現(xiàn)。即輸出Y是輸入A的否定，這就是“非”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“非”門。 符號：如圖 特點： ①當(dāng)A輸入為“1”時，Y輸出為“0”； ②當(dāng)A輸入為“0”時，Y輸出為“1”. 2.真值表 真值表是包含各種可能性在內(nèi)的邏輯關(guān)系表，它包括兩部分，一部分是所有輸入邏輯變量的各種可能組合；另一部分是相應(yīng)的輸出。右圖是一種具有“與”邏輯功能的門電路。把開關(guān)接通記為1,開關(guān)斷開記為0,燈亮記為1，燈滅記為0,它的真值表為[ 輸入 輸出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 1 0 1 0 0 0 1 0 1 0 1 1 0 0 1 1 1 1 例題：如圖所示，試判斷這是一個什么邏輯門電路。A、B、C閉合時記“1”，斷開時記“0”，Y燈亮?xí)r記“1”，不兩記“0”。試完成下面真值表。] 輸入 輸出 A B C Y 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0 1 0 1 1 1 0 1 1 1 解析：由圖可知，開關(guān)A、B、C只要有一個閉合時，燈泡就亮，所以這個電路滿足“或”門電路邏輯。即當(dāng)幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果，所以這是一個“或”門電路。真值表如下： 輸入 輸出 A B C Y 0 0 0 0 0 0 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 1 1 0 1 1 1 1 1 三、反思總結(jié) 四、當(dāng)堂檢測 1. 走廊里有一盞燈，在走廊兩端各有一個開關(guān)，我們希望不論那一個開關(guān)接通都能使燈點亮，那么設(shè)計的電路為 （ ） A.“與”門電路 B.“非”門電路 C.“或”門電路 D.上述答案都有可能 2. 如圖所示電路為 （ ） A.“與”門電路 B.“非”門電路 C.“或”門電路 D.無法判定 3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為 ，在真值表中X除的邏輯值為 。 課后練習(xí)與提高 1.如圖所示電路為 （ ） A.“與”門電路 B.“非”門電路 C.“或”門電路 D.無法判定 2.有一個邏輯門電路的真值表如下表，試判斷這是一個 門電路，并在右圖中畫出電路符號。 3.下面是邏輯電路及其真值表，此邏輯電路為 ，在真值表中X除的邏輯值為 。 4.下圖左端表示輸入端A、B的電勢隨時間變化的關(guān)系。如果它們是“或”門的輸入端，請在方框中畫出輸出端的電勢隨時間變化的關(guān)系。 探究： 下圖是一個簡單的車門報警電路圖，圖中的開關(guān)S1、S2分別裝在汽車的兩扇門上，只要有車門打開（電路處于開路狀態(tài)），發(fā)光二極管就發(fā)光報警，請根據(jù)報警裝置的要求，指出虛線方框是何種門電路。 第十節(jié) 簡單的邏輯電路參考答案 課內(nèi)探究學(xué)案 1.數(shù)字信號 2.信號通過 3.“與”邏輯關(guān)系 “與”邏輯關(guān)系4. “或”邏輯關(guān)系“或”邏輯關(guān)系5. 相反 “非”邏輯關(guān)系 當(dāng)堂檢測 1、C 2、B 3、或 1 課后練習(xí)與提高 1、C 2、非 3、或， 1 4、解答：