【精品】高中物理(人教版)选修3-1 优秀教案--2.10《逻辑电路》

选修3-1 第二章

2.10简单的逻辑电路教案

一、教材分析

课程标准的要求是“通过实验，观察门电路的基本作用。初步了解逻辑电路的基本原理以及在自动控制中的应用。”从中可以看出：第一、这里的要求很低；第二、学习逻辑电路必须做实验。

二、教学目标

1．知识与技能

（1）知道三种门电路的逻辑关系、符号及真值表；

（2）会用真值表表示一些简单的逻辑关系；

（3）会分析、设计一些简单的逻辑电路。

2．过程与方法

（1）通过实例与实验，理解“与”、“或”、“非”逻辑电路中结果与条件的逻辑关系；

（2）通过简单的逻辑电路设计，体会逻辑电路在生活中的意义。

3．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，关注我国集成电路以及元器件研究的发展情况；

（2）体验物理知识与实践的紧密联系；

（3）学生在自主探究、交流合作中获得知识，体会学习的快乐。

三、教学重点难点

重点：三种门电路的真值表及符号。

难点：数字电路的意义。

四、学情分析

学生刚学完稳恒电流及复杂电路分析，对电势等概念比较清晰，但分析复杂电路的水平有限，加上教材中本节属于对稳恒电流的补充，对后面的传感器知识起引领。故准备重点讲解“与”门、“或”门以及“非”门电路的特征、逻辑关系及表示法。

五、教学方法

实验法、讨论法

六、课前准备

门电路演示板、多媒体课件

七、课时安排1课时

八、教学过程

（一）预习检查、总结疑惑

（二）情景引入、展示目标

讲解：楼道自动控制灯。

①白天，灯不亮。

②没有声音，灯不亮。

③通电，夜晚，拍手，灯亮。

师：像这样，现在很多电器中都包含了“智能”化逻辑关系，实现这些逻辑功能离不开数字信号。

请同学们举例。

生：遥控器、机器人等。

师介绍：

①模拟信号：连续变化的电压信号。②数字信号：只有两个对立的状态，高电平“1”，低电平“0”。

数字信号的“0”和“1”好比事件的“是”与“非”，而处理数字信号的电路——数字电路，就有了辨别“是”、“非”的逻辑功能。

这节课我们学习数字电路中最基本的逻辑电路——门电路。

（三）合作探究、精讲点播

1．“与”门

师：门是一种条件开关，只有当输入信号满足一定条件时，门才能被打开，才有输出信号。

<自主活动>：

某财务室的门上有两把锁，如何才能打开大门？在这个事件中体现怎么样的逻辑关系呢？（1）投影：

引导学生分析开关A、B对电路的控制作用，体会“与”逻辑关系。

(当两个条件都满足时，结果才会成立)

（2）思考与讨论，让学生体会生活中的“与”逻辑关系。

师：具有“与”逻辑关系的电路称为“与”门电路，简称“与”门。

（3）引导学生把图2．10-2结果与条件的关系用表格表示。

引导学生：把开关接通定义为“1”，断开

定义为“0”；灯亮定义为“1”，灯熄定义为

“0”，用数字语言描述上表：

师：这是“与”门的真值表，图2．10-2

中A、B是有逻辑关系的机械开关，实用的门电

路则是半导体材料制成的。

（4）“与”门的符号（5）演示“与”门电路。

2．“或”门

<自主活动>：

新学期开学了，芜湖十二中416寝室的6名同学都到宿管办报到，宿管办的老师分别发给他们每人一把钥匙，方便他们单独出入，大家谈谈在这个事件中体现怎么样的逻辑关系呢？（1）投影：

（2）引导学生分析开关A、B对电路的控制作用，体会“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)

（2）思考与讨论，让学生体会生活中的“或”逻辑关系。

师：具有“或”逻辑关系的电路称为“或”门电路，

简称“或”门。

（3）引导学生把图2．10-6结果与条件的关系用表格表示。

引导学生：把开关接通定义为“1”，断

开定义为“0”；灯亮定义为“1”，灯熄定义

为“0”，用数字语言描述上表：

师：这是“或”门的真值表。

（4）“或”门的符号。（5）演示“或”门电路。

3．“非”门

（1）投影：分析开关A、B对电路的控制作用（2）非门真值表：（3）非门符号：

（三）实例探究

师：介绍集成电路的优点。让学生了解几

个“或”门的集成电路和几个“非”门的集成电路的外引线图。例1、如图，一个火警报警装置的逻辑电路图。Rt是一个热敏电阻，低温时电阻值很大，高温时电阻值很小，R是一个阻值较小的分压电阻。

（1）要做到低温时电铃不响，火警时产生高温，电铃响起。在图中虚线处应接入怎样的元件？

（2）为什么温度高时电铃会被接通？

（3）为了提高该电路的灵敏度，即报警稳定调的稍底些，R的值应大一些还是小一些？

例2、由某门电路构成的一简单控制电路如图，其中r为光敏电阻，光照时电阻很小，R为变阻器，L为小灯泡。其工作情况是：当光敏电阻受到光照时，小灯L不亮，不受光照时，小灯L亮。

①请在电路中虚线框内画出该门电路符号；②该门电路是。

教师引导学生完成对例题的分析和求解，通过实例分析加深对所学知识的理解。（四）反思总结、当堂检测作业

1、思考并回答P81“问题与练习”中的题目。

2、课下阅读课本80页“科学漫步”中的文章《集成电路》。

（五）发导学案、布置作业

1.阅读科学漫步──集成电路。

2.处理课后问题与练习。

九、板书设计

十、教学反思

这里的内容也是为选修3-2中传感器的教学做准备的。3-2里关于传感器的学生实验，多数都要借助逻辑电路才能完成。实际上，也只有做过3-2中关于传感器的实验后才能学好逻辑电路的知识。