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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(shí)驗(yàn)，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(dòng)控制中的應(yīng)用?！睆闹锌梢钥闯觯旱谝?、這里的要求很低；第二、學(xué)習(xí)邏輯電路必須做實(shí)驗(yàn)。 二、教學(xué)目標(biāo) 1．知識(shí)與技能 　　（1）知道三種門電路的邏輯關(guān)系、符號(hào)及真值表； 　　（2）會(huì)用真值表表示一些簡單的邏輯關(guān)系； 　　（3）會(huì)分析、設(shè)計(jì)一些簡單的邏輯電路。 2．過程與方法 　　（1）通過實(shí)例與實(shí)驗(yàn)，理解“與”、“或”、“非”邏輯電路中結(jié)果與條件的邏輯關(guān)系； 　?。?）通過簡單的邏輯電路設(shè)計(jì)，體會(huì)邏輯電路在生活中的意義。 3．情感態(tài)度與價(jià)值觀 　?。?）感受數(shù)字技術(shù)對(duì)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； 　　（2）體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)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(shí)，體會(huì)學(xué)習(xí)的快樂。 三、教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn) 重點(diǎn)：三種門電路的真值表及符號(hào)。 難點(diǎn)：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(duì)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(duì)穩(wěn)恒電流的補(bǔ)充，對(duì)后面的傳感器知識(shí)起引領(lǐng)。故準(zhǔn)備重點(diǎn)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(shí)驗(yàn)法、討論法 六、課前準(zhǔn)備 門電路演示板、多媒體課件 七、課時(shí)安排1課時(shí) 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(dòng)控制燈。 　?、侔滋欤瑹舨涣?。 　　②沒有聲音，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(shí)現(xiàn)這些邏輯功能離不開數(shù)字信號(hào)。 請(qǐng)同學(xué)們舉例。 　　生：遙控器、機(jī)器人等。 　　　師介紹： 　?、倌M信號(hào)：連續(xù)變化的電壓信號(hào)。②數(shù)字信號(hào)：只有兩個(gè)對(duì)立的狀態(tài)，高電平“1”，低電平“0”。 　　 　 數(shù)字信號(hào)的“0”和“1”好比事件的“是”與“非”，而處理數(shù)字信號(hào)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(diǎn)播 　1．“與”門 　　師：門是一種條件開關(guān)，只有當(dāng)輸入信號(hào)滿足一定條件時(shí)，門才能被打開，才有輸出信號(hào)。 <自主活動(dòng)>： 某財(cái)務(wù)室的門上有兩把鎖，如何才能打開大門？在這個(gè)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(duì)電路的控制作用，體會(huì)“與”邏輯關(guān)系。 　　(當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會(huì)成立) （2）思考與討論，讓學(xué)生體會(huì)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(jī)械開關(guān)，實(shí)用的門電路則是半導(dǎo)體材料制成的。 （4）“與”門的符號(hào) （5）演示“與”門電路。 2．“或”門 <自主活動(dòng)>： 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(bào)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(dú)出入，大家談?wù)勗谶@個(gè)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(duì)電路的控制作用，體會(huì)“或”邏輯關(guān)系(在幾個(gè)控制條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，結(jié)果就會(huì)發(fā)生) （2）思考與討論，讓學(xué)生體會(huì)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(hào)。（5）演示“或”門電路。 3．“非”門 （1）投影：分析開關(guān)A、B對(duì)電路的控制作用 （2）非門真值表： （3）非門符號(hào)： （三）實(shí)例探究 師：介紹集成電路的優(yōu)點(diǎn)。讓學(xué)生了解幾個(gè)“或”門的集成電路和幾個(gè)“非”門的集成電路的外引線圖。 例1、如圖，一個(gè)火警報(bào)警裝置的邏輯電路圖。Rt是一個(gè)熱敏電阻，低溫時(shí)電阻值很大，高溫時(shí)電阻值很小，R是一個(gè)阻值較小的分壓電阻。 （1）要做到低溫時(shí)電鈴不響，火警時(shí)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(shí)電鈴會(huì)被接通？ （3）為了提高該電路的靈敏度，即報(bào)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(shí)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(shí)，小燈L不亮，不受光照時(shí)，小燈L亮。 ①請(qǐng)?jiān)陔娐分刑摼€框內(nèi)畫出該門電路符號(hào)； ②該門電路是 。 　　教師引導(dǎo)學(xué)生完成對(duì)例題的分析和求解，通過實(shí)例分析加深對(duì)所學(xué)知識(shí)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(jì) 悟理 含義 “門”電路 真值表 符號(hào) 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(shí)際應(yīng)用 符號(hào) 含義 科學(xué)探究3 “非”電路 真值表 符號(hào) 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(shí)驗(yàn)，多數(shù)都要借助邏輯電路才能完成。實(shí)際上，也只有做過3-2中關(guān)于傳感器的實(shí)驗(yàn)后才能學(xué)好邏輯電路的知識(shí)。 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(diǎn)。 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(shí)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(hào)就被阻擋在“門”外。 3.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 。具有 的電路稱為“與”門電路。 4.如果幾個(gè)條件中，只要有一個(gè)條件得到滿足，某件事就會(huì)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(duì)現(xiàn)代生活的巨大改變； 2、體驗(yàn)物理知識(shí)與實(shí)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(gè)條件同時(shí)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(hào)：如圖 特點(diǎn)： ①當(dāng)A、B輸入都為“0”時(shí)，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(shí)，Y輸出為“0”； ③當(dāng)A、B輸入都為“1”時(shí)，Y輸出為“1”。 （2）“或”門 理解：當(dāng)幾個(gè)條件中只要有一個(gè)或一個(gè)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(hào)：如圖 特點(diǎn)： ①當(dāng)A、B輸入都為“0”時(shí)，Y輸出為“0”； ②當(dāng)一個(gè)輸入“0”另一個(gè)輸入為“1”時(shí)，Y輸出為“1”； ③當(dāng)A、B輸入都為“1”時(shí)，Y輸出為“1”。 （3）“非”門 理解：當(dāng)一種結(jié)果出現(xiàn)時(shí)，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(hào)：如圖 特點(diǎn)： ①當(dāng)A輸入為“1”時(shí)，Y輸出為“0”； ②當(dāng)A輸入為“0”時(shí)，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(gè)什么邏輯門電路。A、B、C閉合時(shí)記“1”，斷開時(shí)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(gè)閉合時(shí)，燈泡就亮，所以這個(gè)電路滿足“或”門電路邏輯。即當(dāng)幾個(gè)條件中只要有一個(gè)或一個(gè)以上具備就能出現(xiàn)某一結(jié)果，所以這是一個(gè)“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(gè)開關(guān)，我們希望不論那一個(gè)開關(guān)接通都能使燈點(diǎn)亮，那么設(shè)計(jì)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(gè)邏輯門電路的真值表如下表，試判斷這是一個(gè) 門電路，并在右圖中畫出電路符號(hào)。 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(shí)間變化的關(guān)系。如果它們是“或”門的輸入端，請(qǐng)?jiān)诜娇蛑挟嫵鲚敵龆说碾妱蓦S時(shí)間變化的關(guān)系。 探究： 下圖是一個(gè)簡單的車門報(bào)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(bào)警，請(qǐng)根據(jù)報(bào)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(hào) 2.信號(hào)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：