2019-2020年高二物理一輪復習 3-1 2.10《邏輯電路》教學案.doc

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2019-2020年高二物理一輪復習 3-1 2.10《邏輯電路》教學案 一、 教材分析 課程標準的要求是“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用。”從中可以看出：第一、這里的要求很低；第二、學習邏輯電路必須做實驗。 二、教學目標 1．知識與技能 　?。?）知道三種門電路的邏輯關系、符號及真值表； 　?。?）會用真值表表示一些簡單的邏輯關系； 　?。?）會分析、設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”邏輯電路中結果與條件的邏輯關系； 　?。?）通過簡單的邏輯電路設計，體會邏輯電路在生活中的意義。 3．情感態(tài)度與價值觀 　?。?）感受數(shù)字技術對現(xiàn)代生活的巨大改變，關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； 　?。?）學生在自主探究、交流合作中獲得知識，體會學習的快樂。 三、教學重點難點 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、學情分析 學生剛學完穩(wěn)恒電流及復雜電路分析，對電勢等概念比較清晰，但分析復雜電路的水平有限，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。故準備重點講解“與”門、“或”門以及“非”門電路的特征、邏輯關系及表示法。 五、教學方法 實驗法、討論法 六、課前準備 門電路演示板、多媒體課件 七、課時安排1課時 八、教學過程 （一）預習檢查、總結疑惑 （二）情景引入、展示目標 講解：樓道自動控制燈。 　?、侔滋?，燈不亮。 　?、跊]有聲音，燈不亮。 　?、弁姡雇?，拍手，燈亮。 　　師：像這樣，現(xiàn)在很多電器中都包含了“智能”化邏輯關系，實現(xiàn)這些邏輯功能離不開數(shù)字信號。 請同學們舉例。 　　生：遙控器、機器人等。 　　　師介紹： 　　①模擬信號：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)課我們學習數(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，只有當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)怎么樣的邏輯關系呢？ （1）投影： 　 　引導學生分析開關A、B對電路的控制作用，體會“與”邏輯關系。 　　(當兩個條件都滿足時，結果才會成立) （2）思考與討論，讓學生體會生活中的“與”邏輯關系。 　 　師：具有“與”邏輯關系的電路稱為“與”門電路，簡稱“與”門。 （3）引導學生把圖2．10-2結果與條件的關系用表格表示。 　　引導學生：把開關接通定義為“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是有邏輯關系的機械開關，實用的門電路則是半導體材料制成的。 （4）“與”門的符號 （5）演示“與”門電路。 2．“或”門 <自主活動>： 新學期開學了，蕪湖十二中416寢室的6名同學都到宿管辦報到，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，大家談談在這個事件中體現(xiàn)怎么樣的邏輯關系呢？ （1） 投影： （2） 引導學生分析開關A、B對電路的控制作用，體會“或”邏輯關系(在幾個控制條件中，只要有一個條件得到滿足，結果就會發(fā)生) （2）思考與討論，讓學生體會生活中的“或”邏輯關系。 　　 師：具有“或”邏輯關系的電路稱為“或”門電路，簡稱“或”門。 （3）引導學生把圖2．10-6結果與條件的關系用表格表示。 　　引導學生：把開關接通定義為“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 。 　　教師引導學生完成對例題的分析和求解，通過實例分析加深對所學知識的理解。 （四）反思總結、當堂檢測作業(yè) 1、思考并回答P81“問題與練習”中的題目。 2、課下閱讀課本80頁“科學漫步”中的文章《集成電路》。 （五）發(fā)導學案、布置作業(yè) 1.閱讀科學漫步──集成電路。 2.處理課后問題與練習。 九、板書設計 悟理 含義 “門”電路 真值表 符號 科學探究1 含義 簡單的邏輯電路 “或”電路 真值表 科學探究2 實際應用 符號 含義 科學探究3 “非”電路 真值表 符號 十、教學反思 這里的內(nèi)容也是為選修3-2中傳感器的教學做準備的。3-2里關于傳感器的學生實驗，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中關于傳感器的實驗后才能學好邏輯電路的知識。 第十節(jié) 簡單的邏輯電路學案 課前預習學案 一、 預習目標 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用 二、預習內(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，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)探究學案 一、 學習目標 1、感受數(shù)字技術對現(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習方式 二、學習過程 1.按照輸入和輸出關系的不同，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：當幾個條件同時具備才能出現(xiàn)某一結果，這些條件與結果之間的關系稱為“與”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“與”門。 符號：如圖 特點： ①當A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”； ②當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A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。 （2）“或”門 理解：當幾個條件中只要有一個或一個以上具備就能出現(xiàn)某一結果，則這些條件與結果之間的關系稱為“或”邏輯，具有這種邏輯的電路稱為“或”門。 符號：如圖 特點： ①當A、B輸入都為“0”時，Y輸出為“0”； ②當一個輸入“0”另一個輸入為“1”時，Y輸出為“1”； ③當A、B輸入都為“1”時，Y輸出為“1”。 （3）“非”門 理解：當一種結果出現(xiàn)時，另一種結果一定不出現(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A輸入為“1”時，Y輸出為“0”； ②當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；另一部分是相應的輸出。右圖是一種具有“與”邏輯功能的門電路。把開關接通記為1,開關斷開記為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燈亮時記“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 四、當堂檢測 1. 走廊里有一盞燈，在走廊兩端各有一個開關，我們希望不論那一個開關接通都能使燈點亮，那么設計的電路為 （ ） 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系。 探究： 下圖是一個簡單的車門報警電路圖，圖中的開關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)探究學案 1.數(shù)字信號 2.信號通過 3.“與”邏輯關系 “與”邏輯關系4. “或”邏輯關系“或”邏輯關系5. 相反 “非”邏輯關系 當堂檢測 1、C 2、B 3、或 1 課后練習與提高 1、C 2、非 3、或， 1 4、解答：