2022年高中物理 《走進門電路》教案 粵教版選修3-1

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1、2022年高中物理 《走進門電路》教案 粵教版選修3-1 一、設計思想 走進門電路這一節(jié)是新教材中增加進去，是討論數(shù)字電路的基礎——門電路的邏輯關系和功能。本節(jié)課的設計思想主要是探究實驗與理論實際相結合，培養(yǎng)學生科學探究能力，實踐能力，自主學習能力。同時體現(xiàn)以學生為主的教育思想，培養(yǎng)學生的學習興趣，以及學生實事求是和勇于探索的科學態(tài)度和科學精神。提高學生的科學素養(yǎng)和促進學生的發(fā)展。這部分內容對中學生來是是相對比較抽象，雖然同學們對家用數(shù)字設備(如數(shù)碼相機,數(shù)碼攝像機等)比較熟悉，但是，對數(shù)碼設備記錄信息的原理比較陌生，教學中讓學生理解三種邏輯電路的基本邏輯關系是很本節(jié)課的重點。

2、二、《課標》要求和教學內容大體分析 《課標》要求對本節(jié)課的要求: 本節(jié)課的結構十分清晰，主要分為兩大模塊： 1、基本的邏輯關系。 2、基本門電路的邏輯功能，其中最關鍵的是讓學生理解邏輯關系的涵義以及動手操作驗證三種基本門電路的邏輯功能。 三、教學目標 1、知識與技能 (1) 認識與、或、非門電路的邏輯符號，知道它們的邏輯真值關系。 (2) 能對與門、或門、非門電路進行簡單的應用。由這三種基本門電路組成的復合門電路廣泛應用于自動控制、數(shù)控車床、全自動洗衣機的程序控制等方面。 2、過程與方法 以實驗探索為主線，得出與、或、非門電路的輸入和輸

3、出之間的邏輯真值關系。 3、情感態(tài)度與價值觀 通過實驗，培養(yǎng)學生科學的探究和團結協(xié)作的精神 四、教學重點、難點 本節(jié)教學的重點是三種門電路的邏輯功能，難點是理解邏輯關系的涵義以及動手操作驗證基本門電路的邏輯功能。 五、教學過程 1、新課引入 播放一段模擬視頻信號和數(shù)字視頻信號，讓學生觀察對比，哪段圖象清晰，并試分析其中的原因是什么？(學生討論)接著讓學生列舉我們家庭生活中有哪些數(shù)字設備？ 設問：這些數(shù)字設備是如何工作的？它們是如何記錄信號和傳輸信號的? 我們就像生活在數(shù)字化技術的“海洋”里，越來越多的數(shù)字電子設備正在走進我們的千家萬戶，那么

4、什么是數(shù)字化技術？有什么優(yōu)點？讓我們一起走進數(shù)字信號技術的基礎電路——門電路。 2、新課教學 2.1與門電路 實驗一: 請同學們觀察與思考下列問題: (1)只有S1閉合，燈泡亮嗎？ (2)只有S2閉合，燈泡亮嗎？ (3)什么時候燈泡才亮？ (4)假設開關閉合，邏輯“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理燈 泡亮，用“1”，燈泡滅，用“0”，完成課本的真值表。 與邏輯真值表 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 1 1 0 1 1 釋疑:與門的“與”在邏輯上就是共同的意思，即當全部條件

5、共同具備時，才能產(chǎn)生一定的結果。 與門符號： 2.2或門電路 實驗二: 請同學們觀察與思考下列問題: (1)只有S1閉合，燈泡亮嗎？ (2)只有S2閉合，燈泡亮嗎？ (3)S1S2同時閉合,燈泡亮嗎? (4)開關閉合，邏輯“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理燈泡亮，用“1”，燈泡滅，用“0”，請同學們完成課本上或邏輯真值表。 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 1 1 0 1 1 或門符號: 2.3非門電路 實驗三: 請同學們觀察與思考下列問題: (1)? 燈泡什么

6、時候亮? (2)燈泡什么時候熄滅? (3) 開關閉合，邏輯“真”，用“1”表示，反之“假”用“0”表示；同理燈泡亮，用“1”，燈泡滅，用“0”，請同學們完成課本上非邏輯真值表。 輸入 輸出 S Q 1 0 非門符號: 3、門電路的應用 三種基本的門電路在實踐中更多的是以組合的形式出現(xiàn)復合門電路，這此復合的門電路可以制成各種編碼器、譯碼器、計數(shù)器、觸發(fā)器、存儲器等，廣泛應用于社會生產(chǎn)和人們生活中，如本節(jié)課開頭我們列舉的數(shù)字設備等。下面通過實驗來探究門電路的邏輯功能。 3.1與門電路的應用實例 應用一： 簡易火警報警器 如圖所示的電路圖

7、是一個應用非門構成的一個簡易火警報警器電路。圖中R是可變電阻，R’是一個熱敏電阻，L是一個蜂鳴器，G是一個非門，當溫度較低時，熱敏電阻的電阻值非常大，即R’遠大于R；而當火警發(fā)生時，熱敏電阻的阻值就會降低，從而遠小于電阻R的阻值。請說明工作原理。 [討論分析]由圖可知，0點接地，電勢為0。當溫度較低時，由于R’的電阻非常大，A點的電勢接近5V，非門G的輸入端為高電勢，因此非門的輸出端為低電勢，蜂嗚器兩端沒有電壓，蜂鳴器不報警。 當火警發(fā)生時，溫度升高導致R’的阻值變得很小，從而使輸入端A點的電勢接近0，非門輸出端為高電勢，這樣蜂鳴器兩端獲得一個能發(fā)聲的工作電壓，蜂鳴器就會發(fā)出聲

8、音報警。 [拓展] 由于電阻R和R’之間存在一個分配電壓的問題，因此，調節(jié)可變電阻尺，可以改變報警器的靈敏度。想一想，為了使報警器更靈敏，R應取得大一些，還是小一些? 實驗二：與門電路的邏輯功能 如圖是一個集成與門Sn7408實驗電路，它具有四個與 門．實驗時將此集成電路的第14腳接5V電源的正極，第7腳接地(電源負極)，第1和第2腳為兩個輸入端，第3腳為輸出端。 輸入為高電平時，我們用真值“1”表示；輸入為低電平時，我們用真值“0”表示；輸出為高電平時，二極管發(fā)光，我們用真值“廠表示；輸出為低電平時，二極管不發(fā)光，我們用真值“0”表示。改變輸入端1、2的狀態(tài)，觀察發(fā)光二極管的發(fā)光情況。完成與門電路真值表2-6-4，表中用S1、S2分別表示1、2兩個輸入端，用Q表示輸出端3。 請同學們自己動手完成或邏輯真值表 輸入 輸出 S1 S2 Q 0 0 0 1 1 0 1 1 六、歸納總結 門電路可以看作是一種條件開關。它有一個或多個輸入端和一個輸出端。只有當輸入信號滿足一定的條件時，門才開啟，信號才能通過。條件得不到滿足，門就關閉，信號就不能通過。換句話說，門電路的輸出和輸入之間存在著一定的邏輯關系。不同的門電路，輸出與輸入之間的邏輯關系也不同。 七、作業(yè)(略) 八、教學流程圖