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教案(47)——简单的逻辑电路
考点解读
考　点 解　读 学 题 目 分 布
逻辑电路 知道简单的逻辑电路
研究简单逻辑电路(学生实验) A
模块电路 理解简单的模块电路
组装模块式电路(学生实验) B 09年上海高考第11题
10年上海高考第23题
11年上海高考第6题
12年上海高考第7题
教学目标
1．知道简单的逻辑电路的符号和功能．
2．理解简单逻辑电路的性能，组装简单的模块式电路．
教师归纳
数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑 ( http: / / www.21cnjy.com )电路中最基本的电路叫做“门”电路，任何复杂的逻辑电路都由门电路组合而成，最基本的门电路是与门、或门和非门．“门”可看作是一种开关，当条件满足时，允许信号通过；如果条件不满足，则不允许信号通过．
(1)与门： 它有两个输 ( http: / / www.21cnjy.com )入端分别为A和B，有一个输出端Z，它的电路符号如图．输入A与输入B均是高电压，输出Z才是高电压的逻辑电路叫做与门．下表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表．
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
　　(2)或门： 它有两个输入端分 ( http: / / www.21cnjy.com )别为A和B，有一个输出端Z，它的电路符号如图．输入A与输入B任何一个或者两个都为高电压时，输出Z才是高电压的逻辑电路叫做或门．
下表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表．
　　　
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
(3)非门： 非门只有一个输入端A，有一个输出端Z，它的电路符号如图所示，下表是非门的真值表．
　　
输入 输出
A Z
0 1
1 0
分类剖析
(一)原理识别
例1
　下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是(　　)
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【解析】　使蜂鸣器发出声音必须加上高压才可以，因下端已经和地连接是低压0，只有经过或门才能实现加在蜂鸣器上的电压是高压．故选择B选项．
(二)简单逻辑上的电能应用
例2
　如图所示是一个应用逻辑电路制作 ( http: / / www.21cnjy.com )的简单车门报警电路．图中的两个按钮开关分别装在汽车的两道门上．只要其中任何一个开关处于开路状态(即输入为“1”)，那么输出也是“1”，发光二极管就发光．那么电路图中虚线框内可能是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．“与”门 B．“'或”门
C．“与非”门 D．“或非”门．
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【解析】按此逻辑关系，“与”门肯定 ( http: / / www.21cnjy.com )不行，“或”门是肯定能实现的．那么简单组合门电路能否实现此要求呢？对“与”门来说，只有两个输入端都是高电势时输出才是高电势，再经过“非”门后输出就是低电势，所以，如果用“与非”门的话，有一扇门没关时发光二极管会发光，而两扇门都没关时发光二极管却不会亮，还有两扇门都关好时发光二极管也会亮，所以不能实现．“或非”门是肯定不能实现的.
例3
　(12年上海模拟)下表是某逻辑电路的真值表，该电路是(　　)
输入 输出
0 0 1
0 1 1
1 0 1
1 1 0
【解析】　根据“与”门的真 ( http: / / www.21cnjy.com )值表，再加上非门，就是题目的真值表，所以题目为“与非”门电路，其符号是D：与门符号和非门符号的组合．所以本题选D.
【点评】　本题考查逻辑电路的真值表的逆推理，难度：中等．
本章小结
知识网络
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考题剖析
考题1　　图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R.该逻辑电路是__________门电路(填“与”、“或”或“非”)．当电阻R′受到光照时，小灯泡L将__________(填“发光”或“不发光”)．
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【解析】　本题依据新教材中增加的数字逻辑电路知识编制，考查考生对逻辑电路的掌握情况．
根据逻辑电路的约定符号，可知图 ( http: / / www.21cnjy.com )中的逻辑电路是非门电路，非门电路的特点是输入与输出的电压相反．由题意可知，当光照射电阻R′时，其阻值远小于R，即5伏电压加在R和R′与地之间，这样R′上分得的电压很小，接近于零电压，即非门的输入端为低电位，因此非门的输出端为高电位，于是灯泡L将发光．
考题2　　图是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为__________门电路，在真值表中X处的逻辑值为__________．
【解析】　逻辑电路的基本形式分为三种： 与门电路、非门电路、或门电路．根据三种电路形式及其真值可判断图中电路为或门电路，X处的逻辑值为1.
输入 输出
A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 X 1 1 1
)
考题3　　如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω.当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为__________V，通过电阻R0的电流为__________A.
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【解析】　本题考查了分压电路和分流电路以及串并联电路的知识．
当滑动片处于变阻器的中点时，其中有10Ω的电 ( http: / / www.21cnjy.com )阻与R0串联，即该支路的总电阻为50Ω，但它们的比值为1∶4.当100V电压加在A、B两端后，CD分得五分之四电压，所以为80V，由此可求得流过R0的电流为2A.本题也可先求出两条支路并联时的总等效电阻，即R等＝Ω，然后得出AB两端加上100V电压后的总电流为12A，考虑到两条支路的分流比为1∶5，所以含R0的支路分得1份电流，即2A，显然上面的方法略微简便．
考题4　　为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5V)、毫安表(1mA)、电阻箱(0～9999Ω)、开关、导线等器材．该同学设计的实验电路如图(a)所示．实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开S2，闭合S1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流值；然后保持电阻箱阻值不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I1＝0.80mA，记录电流值．由此可得被测电阻的阻值为__________Ω.
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经分析，该同学认为上述方案中电源电动 ( http: / / www.21cnjy.com )势的值可能与标准值不一致，因此会造成误差．为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图(b)所示的实验电路，实验过程如下：
断开S1，闭合S2，此时 ( http: / / www.21cnjy.com )电流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开S2，闭合S1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为______，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0.由此可测出Rx＝______．
【解析】　本题考查了电路 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础知识，试题内容与学生实验比较接近．从该题的设计思路可以看出 ，学生只有认真做过该类实验才能正确答题．本题既考查了直流电路中的实验测量电阻方法，又考查了学生分析问题与正确决断的能力．要求学生在实验中必须考虑由于误差而造成对实验的影响问题，然后正确运用学到的知识来解决问题，得出正确结论．能根据实际情况做出正确选择本身也是教学中要培养的一种能力，这种能力正是素质教育中所提倡的．
第一种测量方法中，断开S2，闭合S1 ( http: / / www.21cnjy.com )时，当电流表的示数为1.00mA时，可求出电阻箱的电阻R阻＝Ω＝1.5kΩ，电流表的电阻为零，视为理想表．再断开S1，闭合S2时，测得电流表的示数为0.80mA，由此可求得＝0.8×10－3，所以Rx＝375Ω.利用图(b)实验电路时，断开S1，闭合S2，记录电流表的电流为I.然后断开S2，闭合S1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数恰好也为I时，记录电阻箱的示数R0，该R0就是未知电阻的阻值．这种测量方法采用了等量替换的方法，因为在两次电路中电流表的示数相同，说明这两次电路中测得的电阻值应该相同．这种测量思想在实验中是经常采用的，本题不仅考查了学生对电路知识的了解，而且透过本题，也向学生介绍在实际生活中常用的等量替换的测量方法．
考题5　　两实验小组使用相同规格的元件，按图所示的电路进行测量．他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e五个间距相同的位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)，把相应的电流表示数记录在表一、表二中．对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同．经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路．
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表一(第一实验组)
P的位置 a b c d e
的示数/A 0.84 0.48 0.42 0.48 0.84
　　表二(第二实验组)
P的位置 a b c d x e
的示数/A 0.84 0.42 0.28 0.21 0.84
　　(1)滑动变阻器发生断路的是第__________实验组；断路发生在滑动变阻器__________段．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)表二中，对应滑片P在x(d、e之间的某一点)处的电流表示数的可能值为(　　)
A．0.16A
B．0.26A
C．0.36A
D．0.46A
【解析】　本题是一道判断电路故障的题目 ( http: / / www.21cnjy.com )，与传统同类试题的区别： 一是通过两小组的实验数据对比进行分析，二是通过计算找出发生故障的范围．因此，对考生的比较、分析、推理、判断及计算能力都有较高要求．另外，还必须熟悉滑动变阻器在电路中发生变化时，电路中的电流随之变化的趋势．改变电路中滑动变阻器的阻值，如同“牵一发而动全身”，会引起电路中电流、电压值的改变．
根据题意，对比两实验小组的数据，可以发现 ( http: / / www.21cnjy.com )第一实验组的数据随滑动变阻器滑片P的位置变化，电流表的数据是先减小，再增大，且以c点为中心，两边对称．根据电路分析可知，该实验的数据为正常．第二实验组的数据，当滑片P在a、e两点时，电流表数值与第一组相同，但其他位置处电流表数值偏小．说明该组变阻器发生故障，再根据所提供的数据和电路，可计算出断路发生在滑动变阻器的de段．
针对第二实验组滑片变阻器de段断路的状态，分别求出滑片P在d位置、e位置时电路中的电流，即可判断出表二中的x值为D选项．
考题6　　实际电流表有内阻，可等效为理想电流表与电阻的串联．测量实际电流表G1内阻r1的电路如图所示．供选择的仪器如下：
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①待测电流表G1(0～5mA，内阻约3 ( http: / / www.21cnjy.com )00Ω)，②电流表G2 (0～10mA，内阻约100Ω)，③定值电阻R1(300Ω)，④定值电阻R2(10Ω)，⑤滑动变阻器R3(0～1000Ω)，⑥滑动变阻器R4(0～20Ω)，⑦干电池(1.5V)，⑧电键S及导线若干．
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(1)定值电阻应选________，滑动变阻器应选________．(在空格内填写序号)
(2)用连线连接实物图．
(3)补全实验步骤：
①按电路图连接电路，__________；
②闭合电键S，移动滑动触头至某一位置，记录G1，G2的读数I1，I2；
③________________；
④以I2为纵坐标，I1为横坐标，作出相应图线，如图所示．
(4)根据I2I1图线的斜率k及定值电阻，写出待测电流表内阻的表达式________________．
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【解析】　(1)器材选择：定值电阻要和待测电 ( http: / / www.21cnjy.com )流表内阻接近，因为电流表G2的量程是待测电流表G1的2倍，故选③；滑动变阻器的电阻不要太大，为了便于观察，故选⑥.
(2)连接实物图如图所示．
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(3)①将滑动触头移至最左端(写最小给分，最大不给分)
③多次移动滑动触头，记录相应的G1，G2读数I1，I2
(4)根据并联分流公式
IG2＝IG1，又＝＝k，解得r1＝(k－1)R1，式中r1即rG1.
【点评】　本题考查测量实际电流表G1内阻r1的实验器材选择，实物电路连接及实验原理(并联分流)等．难度：中等．
考题7　　图中图线①表示某电池组的输出电压—电流关系，图线②表示其输出功率—电流关系．该电池组的内阻为__________Ω.当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是__________V.
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【解析】　本题主要考查电路中输 ( http: / / www.21cnjy.com )出电压、输出功率、电池内阻等知识点．与以往不同的是，题目是将某电池的输出电压—电流关系、输出功率—电流关系呈示在一个横轴、两个纵轴的坐标系中，因此对考生的读图、理解图的能力有较高要求．
观察图线①可求出该电池组的内阻为5 ( http: / / www.21cnjy.com )Ω.需要注意的是输出电压不是从0坐标记数的．观察图线②可知当输出功率为120W时，电流为4A.再根据图线①，可求出与4A电流相应的电压值为30V，即电池组的输出电压．
考题8　　某同学设计了如图(a)所示电路研究电源输出功率的变化情况．电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，、为理想电表．
(1)若变阻器滑片由a滑至b时表的示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是__________．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)若R1＝6Ω，R2＝1 ( http: / / www.21cnjy.com )2Ω，电源内电阻r＝6Ω，当变阻器滑片由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图(b)所示，则R3的阻值应该选择(　　)
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A．2Ω B．4Ω
C．6Ω D．8Ω
【解析】　本题主要考查电路中电阻的串并联知识 ( http: / / www.21cnjy.com )及电源输出功率与电路中电阻的关系．该题情景较复杂，要求学生具有较高的分析能力，而且要熟悉串并联电路中电压与电流的变化关系．
由题意可知，当变阻器的滑片从a点向b点滑动 ( http: / / www.21cnjy.com )时，滑动变阻器分成两部分，其中一部分电阻与R2串联，然后再与变阻器的剩余部分电阻并联，由串并联知识可知，小电阻与大电阻并联时，其等效电阻越并越小．
下面具体分析第(1)小题，设电阻R1＞R2， ( http: / / www.21cnjy.com )则当滑片在a点附近时R1与R2的等效电阻很小，接近于零，该等效电阻与R3串联在电路中，随着滑片从a点向变阻器的中点移动，等效电阻逐渐增大，因此可观察到电流表中的示数一直变小．但是当滑片滑过变阻器的某点后情况就发生了变化，此后的等效电阻又慢慢变小了(因R1＞R2，等效电阻将由R2起主要作用且小于R2)，当滑片到达b点附近时，等效电阻比前面要减小．由此可知．在这后半段的滑动过程中，电流表的示数应该逐渐变大，显然与题意不符，所以满足题意条件的应该是R1≤R2.
第(2)小题的情况有点复杂，先 ( http: / / www.21cnjy.com )分析R1与R2并联的阻值．当滑片在a点附近时，R1与R2并联的等效电阻的阻值在零附近，随着滑片的移动，等效电阻的阻值逐渐增大，到达b点时，等效电阻为4Ω.再看题目所提供的电源输出功率图线，可知当外电阻为6Ω时电源输出的功率达到最大值，这里用到了阻抗匹配的思想，即当外电路的总电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率为最大．也就是说在电源输出功率最大时，R1与R2的等效电阻及R3的总阻值为6Ω，若R3取选项A，即取R3＝2Ω，那么这表明滑动变阻器的滑片已经到达了b点，此后电路无法再调节变阻器变化了，电源输出功率也不能再变化了，这显然与题目给出的功率图线中中间高、两边低的曲线不符，所以选项A错误；若R3取选项C，即取R3＝6Ω，这表明滑动变阻器的滑片在a点处，那么电源的输出功率随着滑片的移动应该逐渐减小，而不是逐渐增大，所以选项C也不符合题意，选项D则更不行，所以符合本题题意的只能是选项B，即R3＝4Ω.本题的思考量较大，要求考生根据题目给出的条件作综合分析，本题要求较高，有一定难度．
考题9　　下列表格中所列数据是测量小灯泡U－I关系的实验数据：
U/V 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
　　(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图__________(填“(a)”或“(b)”)．
(2)在图的方格纸内画出小灯泡的U－I图线．分析图线可知小灯泡的电阻随I变大而__________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
(3)如图(c)所示，用一个定值电阻R和两个 ( http: / / www.21cnjy.com )上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b的电流的2倍，则流过灯泡b的电流约为________A.
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【解析】　本题主要考查电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中电压与电流的关系，而且关注灯泡的电阻随温度升高而变化的特点，同时要求考生能正确作出小灯泡的U－I曲线．该题与传统的试题有很大不同，平时该类试题是利用两条图线的交点解题的，而本题是要求学生直接利用自己所作出的图线，在图上寻找图(c)电路中b灯泡的工作点．此时既要得到流经b灯泡的电流，而且b灯泡与a灯泡的电压之和等于给定的3V电压．从实际答题情况来看，有的学生只注意寻找b灯的工作电流，没有考虑两灯泡的电压之和，因而出错．
第(2)小题只要根据数据作 ( http: / / www.21cnjy.com )图即可．第(1)小题涉及分压器的正确连接问题，由于表中给出的数据是从零开始变化的，因此选择的分压电路要能从零点开始变化，所以只能选择图(a)，若采用图(b)的话，那么该电路不能测到零点及其附近的数据．解第(3)小题的关键是第(2)小题中作出的图线正确，
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然后由题意可知，b灯泡中流过的电流是 ( http: / / www.21cnjy.com )通过a灯泡的电流的三分之一，从图上可以看出当b灯泡中的电流为0.07A时，对应的电压为0.3V，而a灯中的电流为0.21A，对应于2.7V的电压，两者之和恰为3V.该题最大的特点是不用常规的计算方法解题，而是直接看图解答．
考题10　　如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变大
B．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数变小
C．电压表V读数先变大后变小，电流表A读数变小后变大
D．电压表V读数先变小后变大，电流表A读数先变大后变小
【解析】　设滑动变阻器触点以上的电阻为R ( http: / / www.21cnjy.com )上，触点以下的电阻为R下．因为滑动变阻器的有效电阻R并除最初和最终为零外，是R上和R下并联的结果，R并＝①，二者之和一定，二者相等时积最大，所以当触点在中间时电阻最大，根据全电路欧姆定律，I总＝②，所以当触点在中间时电流最小，电压表V读数为电源的路端电压，U＝E－Ir，所以当触点在中间时路端电压最大，所以电压表V读数先变大后变小，所以本题选A或C.
再算电流表A读数即R下的电流I，根 ( http: / / www.21cnjy.com )据电阻并联分流公式，I＝I总③，联立以上3式，解得I＝·＝，变化为I＝，当滑动变阻器的滑动触头P从最高端向下滑动时，R上一直变大而R下一直变小，从上式可以看出，电流表A读数I一直变大，所以本题选A.
【点评】　本题考查全电路欧姆定律 ( http: / / www.21cnjy.com )，滑动变阻器，电路分析，并联分流等，难度：较难．电路分析和电压表电流表读数随滑动变阻器触点移动而变化的题目是传统题目，但此题推陈出新，有新意，用新方法，一是应用数学知识：二者和不变，相等时积最大，二是应用数学方法，把最后的I式子变化为最后一式，目的是减少变化量．
考题11　　在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.不变，不变
B.变大，变大
C.变大，不变
D.变大，不变
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【解析】　这是常见的电路试题 ( http: / / www.21cnjy.com )，考查学生对电路的分析过程．若完全正确理解电路中的变化过程，要求考生具有一定的分析能力，由于电表较多，由此要全面考虑才行，试题有一定难度．
合上电键S后，当滑动变阻器的滑片 ( http: / / www.21cnjy.com )P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，说明电源有内阻．R2的阻值增加，引起回路中的电流I减小，U1也相应减小，同理U2和U3也将作相应的变化．下面具体分析四个选项，从中找出正确答案来．由选项A可知，表示R1的阻值，因为该电阻为定值电阻，没有发生变化，所以不变，同样也不变，这是由线性电阻的特点决定的．当电路中的电流I减少时，ΔI和ΔU1均同时减少，它们的比值就是电阻R1，所以选项A正确.表示R2，由于U2＝ε－I(r＋R1)，所以＝－(r＋R1)不变，选项C正确．U3＝ε－Ir，所以变大，＝－r不变，选项D也正确．教案(47)——简单的逻辑电路
考点解读
考　点 解　读 学 考 题 分 布
逻辑电路 知道简单的逻辑电路
研究简单逻辑电路(学生实验) A
模块电路 理解简单的模块电路
组装模块式电路(学生实验) B 2006年3B题
2009年11题
教学目标
1．知道简单的逻辑电路的符号和功能．
2．理解简单逻辑电路的性能，组装简单的模块式电路．
教师归纳
1．电信号分为两类
一类是电压随时间连续变化的模拟信号，例如 ( http: / / www.21cnjy.com )音频信号；另一类是不连续变化的信号，它只有高电压和低电压两种状态，通常我们规定高电压为“1”，低电压为“0”，这样就形成了由“1”或“0”组成的数字信号
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2．逻辑电路
处理数字信号的电路称为数字电路．数字电路主要实现输入和输出信号之间的逻辑关系，所以又称为数字逻辑电路．
3．数字电路的基本单元是逻辑电路，逻辑电路 ( http: / / www.21cnjy.com )中最基本的电路叫做“门”电路，任何复杂的逻辑电路都由门电路组合而成，最基本的门电路是与门、或门和非门．“门”可看作是一种开关，当条件满足时，允许信号通过；如果条件不满足，则不允许信号通过．
(1)与门： 它有两个输入端分别为A和B， ( http: / / www.21cnjy.com )有一个输出端Z，它的电路符号如图．输入A与输入B均是高电压，输出Z才是高电压的逻辑电路叫做与门．下表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表．
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
1 1 1
　　(2)或门： 它有两个 ( http: / / www.21cnjy.com )输入端分别为A和B，有一个输出端Z，它的电路符号如图．输入A与输入B任何一个或者两个都为高电压时，输出Z才是高电压的逻辑电路叫做或门．
下表是反映与门的输入与输出之间的逻辑关系的真值表．
　　　
输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 1
1 0 1
1 1 1
(3)非门： 非门只有一个输入端A，有一个输出端Z，它的电路符号如图所示，下表是非门的真值表．
　　
输入 输出
A Z
0 1
1 0
经过非门后，信号变化如图所示．所以非门又称为反相器．
与门、或门、非门在逻辑电路中是最小的结构单位，因此把它们叫做基本门电路．用这三个基本门可以组合成复合门和更加复杂的逻辑电路．
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分类剖析
(一)原理识别
例1
　下列由基本门组成的电路中，能使蜂鸣器发出声音的是(　　)
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【解析】　使蜂鸣器发出声音必须加上高压才可以，因下端已经和地连接是低压0，只有经过或门才能实现加在蜂鸣器上的电压是高压．故选择B选项．
(二)简单逻辑上的电能应用
例2
　有一个家庭要用投票方式决定是否外出旅行(用A和B分别表示两个孩子，用C和D分别表示父母)，如果去旅行，输出为高电势．
(1)如果两个孩子都同意(“同意”输入为高电势)去旅行，则大家才一起去旅行．请画出输出端Z输出的电信号，并完成该门电路的真值表 ( http: / / www.21cnjy.com )．
　　　　　　　
输入 输出
A B Z
0 0
0 1
1 0
(1)
(2)如果两个孩子中任何一个要去上学， ( http: / / www.21cnjy.com )或两个孩子都要去上学(“上学”输入为高电势)，则大家不去旅行．请根据以上情况完成真值表，并在虚线框内画出用门电路符号表示的逻辑电路图．
输入 输出
A B Z
0 0
0 1
1 0
　　　　　
(2)
(3)如果两个孩子都要去，父母商量 ( http: / / www.21cnjy.com )后，只有一位要去旅行(另一位家长必须留在家中收信)，则决定外出旅行．请设计一种满足以上要求的、用门电路符号表示的组合逻辑电路，画在下面．
【解析】　(1)波形图，真值表如下．
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输入 输出
A B Z
0 0 0
0 1 0
1 0 0
(2)
　　　　
输入 输出
A B Z
0 0 1
0 1 0
1 0 0
(3) HYPERLINK "http://www.21cnjy.com"
　　　
【点评】　这类题目比较简单，但应细心，从实际情况得到真值表选择合适的逻辑电路．
本章小结
知识网络
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考题剖析
考题1　　如图所示，AB两端接直流稳压电源，UAB＝100V，R0＝40Ω，滑动变阻器总电阻R＝20Ω.当滑动片处于变阻器中点时，C、D两端电压UCD为__________V，通过电阻R0的电流为__________A.
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【解析】　本题考查了分压电路和分流电路以及串并联电路的知识．
当滑动片处于变阻器的中点时，其中有10Ω的电阻与R0串联，即该支路的总电阻为50Ω，但它们的比值为
1∶4.当100V电压加在A、B两 ( http: / / www.21cnjy.com )端后，CD分得五分之四电压，所以为80V，由此可求得流过R0的电流为2A.本题也可先求出两条支路并联时的总等效电阻，即R等＝Ω，然后得出AB两端加上100V电压后的总电流为12A，考虑到两条支路的分流比为1∶5，所以含R0的支路分得1份电流，即2A，显然上面的方法略微简便．
考题2　　为了测量一个阻值较大的未知电阻，某同学使用了干电池(1.5V)、毫安表(1mA)、电阻箱(0～9999Ω)、开关、导线等器材．该同学设计的实验电路如图(a)所示．实验时，将电阻箱阻值置于最大，断开S2，闭合S1，减小电阻箱的阻值，使电流表的示数为I1＝1.00mA，记录电流值；然后保持电阻箱阻值不变，断开S1，闭合S2，此时电流表的示数为I1＝0.80mA，记录电流值．由此可得被测电阻的阻值为__________Ω.
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经分析，该同学认为上述方案中电源电动势的值可 ( http: / / www.21cnjy.com )能与标准值不一致，因此会造成误差．为避免电源对实验结果的影响，又设计了如图(b)所示的实验电路，实验过程如下：
断开S1，闭合S2，此时电 ( http: / / www.21cnjy.com )流表指针处于某一位置，记录相应的电流值，其大小为I；断开S2，闭合S1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数为______，记录此时电阻箱的阻值，其大小为R0.由此可测出Rx＝______．
【解析】　本题考查了电路 ( http: / / www.21cnjy.com )的基础知识，试题内容与学生实验比较接近．从该题的设计思路可以看出 ，学生只有认真做过该类实验才能正确答题．本题既考查了直流电路中的实验测量电阻方法，又考查了学生分析问题与正确决断的能力．要求学生在实验中必须考虑由于误差而造成对实验的影响问题，然后正确运用学到的知识来解决问题，得出正确结论．能根据实际情况作出正确选择本身也是教学中要培养的一种能力，这种能力正是素质教育中所提倡的．
第一种测量方法中，断开S2，闭合S1时 ( http: / / www.21cnjy.com )，当电流表的示数为1.00mA时，可求出电阻箱的电阻R阻＝Ω＝1.5kΩ，电流表的电阻为零，视为理想表．再断开S1，闭合S2时，测得电流表的示数为0.80mA，由此可求得＝0.8×10－3，所以Rx＝375Ω.利用图(b)实验电路时，断开S1，闭合S2，记录电流表的电流为I.然后断开S2，闭合S1，调节电阻箱的阻值，使电流表的示数恰好也为I时，记录电阻箱的示数R0，该R0就是未知电阻的阻值．这种测量方法采用了等量替换的方法，因为在两次电路中电流表的示数相同，说明这两次电路中测得的电阻值应该相同．这种测量思想在实验中是经常采用的，本题不仅考查了学生对电路知识的了解，而且透过本题，也向学生介绍在实际生活中常用的等量替换的测量方法．
考题3　　某同学设计了如图(a)所示电路研究电源输出功率的变化情况．电源E电动势、内电阻恒定，R1为滑动变阻器，R2、R3为定值电阻，、为理想电表．
(1)若变阻器滑片由a滑至b时表的示数一直变小，则R1和R2必须满足的关系是__________．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
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(2)若R1＝6Ω，R2＝12Ω，电源 ( http: / / www.21cnjy.com )内电阻r＝6Ω，当变阻器滑片由a滑至b时，电源E的输出功率P随外电路总电阻R的变化关系如图(b)所示，则R3的阻值应该选择(　　)
A．2Ω B．4Ω C．6Ω D．8Ω
【解析】　本题主要考查电路中电阻的 ( http: / / www.21cnjy.com )串并联知识及电源输出功率与电路中电阻的关系．该题情景较复杂，要求学生具有较高的分析能力，而且要熟悉串并联电路中电压与电流的变化关系．
由题意可知，当变阻器的滑片从a点向b点滑 ( http: / / www.21cnjy.com )动时，滑动变阻器分成两部分，其中一部分电阻与R2串联，然后再与变阻器的剩余部分电阻并联，由串并联知识可知，小电阻与大电阻并联时，其等效电阻越并越小．
下面具体分析第(1)小题，设电阻R1 ( http: / / www.21cnjy.com )＞R2，则当滑片在a点附近时R1与R2的等效电阻很小，接近于零，该等效电阻与R3串联在电路中，随着滑片从a点向变阻器的中点移动，等效电阻逐渐增大，因此可观察到电流表中的示数一直变小．但是当滑片滑过变阻器的某点后情况就发生了变化，此后的等效电阻又慢慢变小了(因R1＞R2，等效电阻将由R2起主要作用且小于R2)，当滑片到达b点附近时，等效电阻比前面要减小．由此可知．在这后半段的滑动过程中，电流表的示数应该逐渐变大，显然与题意不符，所以满足题意条件的应该是R1≤R2.
第(2)小题的情况有点复杂，先分析R1 ( http: / / www.21cnjy.com )与R2并联的阻值．当滑片在a点附近时，R1与R2并联的等效电阻的阻值在零附近，随着滑片的移动，等效电阻的阻值逐渐增大，到达b点时，等效电阻为4Ω.再看题目所提供的电源输出功率图线，可知当外电阻为6Ω时电源输出的功率达到最大值，这里用到了阻抗匹配的思想，即当外电路的总电阻与电源内阻相等时，电源的输出功率为最大．也就是说在电源输出功率最大时，R1与R2的等效电阻及R3的总阻值为6Ω，若R3取选项A，即取R3＝2Ω，那么这表明滑动变阻器的滑片已经到达了b点，此后电路无法再调节变阻器变化了，电源输出功率也不能再变化了，这显然与题目给出的功率图线中中间高、两边低的曲线不符，所以选项A错误；若R3取选项C，即取R3＝6Ω，这表明滑动变阻器的滑片在a点处，那么电源的输出功率随着滑片的移动应该逐渐减小，而不是逐渐增大，所以选项C也不符合题意，选项D则更不行，所以符合本题题意的只能是选项B，即R3＝4Ω.本题的思考量较大，要求考生根据题目给出的条件作综合分析，本题要求较高，有一定难度．
考题4　　在如图所示电路中，闭合电键S，当滑动变阻器的滑片P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数变化量的大小分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示．下列比值正确的是(　　)
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A.不变，不变
B.变大，变大
C.变大，不变
D.变大，不变
【解析】　这是常见的电路试题， ( http: / / www.21cnjy.com )考查学生对电路的分析过程．若完全正确理解电路中的变化过程，要求考生具有一定的分析能力，由于电表较多，由此要全面考虑才行，试题有一定难度．
合上电键S后，当滑动变阻器的滑片P向下 ( http: / / www.21cnjy.com )滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，说明电源有内阻．R2的阻值增加，引起回路中的电流I减小，U1也相应减小，同理U2和U3也将作相应的变化．下面具体分析四个选项，从中找出正确答案来．由选项A可知，表示R1的阻值，因为该电阻为定值电阻，没有发生变化，所以不变，同样也不变，这是由线性电阻的特点决定的．当电路中的电流I减少时，ΔI和ΔU1均同时减少，它们的比值就是电阻R1，所以选项A正确.表示R2，由于U2＝ε－I(r＋R1)，所以＝－(r＋R1)不变，选项C正确．U3＝ε－Ir，所以变大，＝－r不变，选项D也正确．
考题5　　下列表格中所列数据是测量小灯泡U－I关系的实验数据：
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U/V 0.0 0.2 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0
I/A 0.000 0.050 0.100 0.150 0.180 0.195 0.205 0.215
　　(1)分析上表内实验数据可知，应选用的实验电路图是图__________(填“(a)”或“(b)”)．
(2)在图的方格纸内画出小灯泡的U－I图线．分析图线可知小灯泡的电阻随I变大而__________(填“变大”、“变小”或“不变”)．
(3)如图(c)所示，用一个定值电阻R和两 ( http: / / www.21cnjy.com )个上述小灯泡组成串并联电路，连接到内阻不计、电动势为3V的电源上．已知流过电阻R的电流是流过灯泡b的电流的2倍，则流过灯泡b的电流约为________A.
【解析】　本题主要考查电路中 ( http: / / www.21cnjy.com )电压与电流的关系，而且关注灯泡的电阻随温度升高而变化的特点，同时要求考生能正确作出小灯泡的U－I曲线．该题与传统的试题有很大不同，平时该类试题是利用两条图线的交点解题的，而本题是要求学生直接利用自己所作出的图线，在图上寻找图(c)电路中b灯泡的工作点．此时既要得到流经b灯泡的电流，而且b灯泡与a灯泡的电压之和等于给定的3V电压．从实际答题情况来看，有的学生只注意寻找b灯的工作电流，没有考虑两灯泡的电压之和，因而出错．
第(2)小题只要根据数据作图即可．第( ( http: / / www.21cnjy.com )1)小题涉及分压器的正确连接问题，由于表中给出的数据是从零开始变化的，因此选择的分压电路要能从零点开始变化，所以只能选择图(a)，若采用图(b)的话，那么该电路不能测到零点及其附近的数据．解第(3)小题的关键是第(2)小题中作出的图线正确，
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然后由题意可知，b灯泡中流过的电流是通 ( http: / / www.21cnjy.com )过a灯泡的电流的三分之一，从图上可以看出当b灯泡中的电流为0.07A时，对应的电压为0.3V，而a灯中的电流为0.21A，对应于2.7V的电压，两者之和恰为3V.该题最大的特点是不用常规的计算方法解题，而是直接看图解答．
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考题6　　一根长为1m的均匀电阻丝需与一“10V　5W”的灯同时工作，电源电压恒为100V.电阻丝阻值R＝100Ω(其阻值不随温度变化)．现利用分压电路从电阻丝上获取电能，使灯正常工作．(1)在图所示方框中完成所需电路．(2)电路中电流表的量程应选择__________(填“0～0.6A”或“0～3A”)．(3)灯正常工作时，与其并联的电阻丝长度为__________m(计算时保留小数点后两位)．
【解析】　本题是涉及分压电路的设计性实验 ( http: / / www.21cnjy.com )题，虽然该知识点是考试中经常出现的，但这次题目重点却放在画电路图、选择实验仪器的量程以及并联电阻丝的长度计算等，是一个融设计、选仪器、计算为一体的综合实验题．
根据题意可知，灯泡与部分电阻丝应并联，再与其 ( http: / / www.21cnjy.com )余部分电阻丝串联，电路如图所示．又因为总电压恒为100V，灯泡的额定电压、额定功率分别为10V、5W，可以推断应选用量程为0～3A的电流表．最后根据串、并联电路中各物理量的关系，求出与灯泡并联的电阻丝的长度为0.17m(或m)．
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考题7　　两实验小组使用相同规格的元件，按图所示的电路进行测量．他们将滑动变阻器的滑片P分别置于a、b、c、d、e五个间距相同的位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)，把相应的电流表示数记录在表一、表二中．对比两组数据，发现电流表示数的变化趋势不同．经检查，发现其中一个实验组使用的滑动变阻器发生断路．
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表一(第一实验组)
P的位置 a b c d e
的示数/A 0.84 0.48 0.42 0.48 0.84
　　表二(第二实验组)
P的位置 a b c d x e
的示数/A 0.84 0.42 0.28 0.21 0.84
　　(1)滑动变阻器发生断路的是第__________实验组；断路发生在滑动变阻器__________段．
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
(2)表二中，对应滑片P在x(d、e之间的某一点)处的电流表示数的可能值为(　　)
A．0.16A B．0.26A C．0.36A D．0.46A
【解析】　本题是一道判断电路故障的题 ( http: / / www.21cnjy.com )目，与传统同类试题的区别： 一是通过两小组的实验数据对比进行分析，二是通过计算找出发生故障的范围．因此，对考生的比较、分析、推理、判断及计算能力都有较高要求．另外，还必须熟悉滑动变阻器在电路中发生变化时，电路中的电流随之变化的趋势．改变电路中滑动变阻器的阻值，如同“牵一发而动全身”，会引起电路中电流、电压值的改变．
根据题意，对比两实验小组的数据，可以发 ( http: / / www.21cnjy.com )现第一实验组的数据随滑动变阻器滑片P的位置变化，电流表的数据是先减小，再增大，且以c点为中心，两边对称．根据电路分析可知，该实验的数据为正常．第二实验组的数据，当滑片P在a、e两点时，电流表数值与第一组相同，但其他位置处电流表数值偏小．说明该组变阻器发生故障，再根据所提供的数据和电路，可计算出断路发生在滑动变阻器的de段．
针对第二实验组滑片变阻器de段断路的状态，分别求出滑片P在d位置、e位置时电路中的电流，即可判断出表二中的x值为D选项．
考题8　　图中图线①表示某电池组的输出电压—电流关系，图线②表示其输出功率—电流关系．该电池组的内阻为__________Ω.当电池组的输出功率为120W时，电池组的输出电压是__________V.
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【解析】　本题主要考查电路中输出电压、输 ( http: / / www.21cnjy.com )出功率、电池内阻等知识点．与以往不同的是，题目是将某电池的输出电压—电流关系、输出功率—电流关系呈示在一个横轴、两个纵轴的坐标系中，因此对考生的读图、理解图的能力有较高要求．
观察图线①可求出该电池组的内阻为5 ( http: / / www.21cnjy.com )Ω.需要注意的是输出电压不是从0坐标记数的．观察图线②可知当输出功率为120W时，电流为4A.再根据图线①，可求出与4A电流相应的电压值为30V，即电池组的输出电压．
考题9　　图为包含某逻辑电路的一个简单电路图，L为小灯泡．光照射电阻R′时，其阻值将变得远小于R.该逻辑电路是__________门电路(填“与”、“或”或“非”)．当电阻R′受到光照时，小灯泡L将__________(填“发光”或“不发光”)．
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【解析】　本题依据新教材中增加的数字逻辑电路知识编制，考查考生对逻辑电路的掌握情况．
根据逻辑电路的约定符号，可知图中的逻 ( http: / / www.21cnjy.com )辑电路是非门电路，非门电路的特点是输入与输出的电压相反．由题意可知，当光照射电阻R′时，其阻值远小于R，即5伏电压加在R和R′与地之间，这样R′上分得的电压很小，接近于零电压，即非门的输入端为低电位，因此非门的输出端为高电位，于是灯泡L将发光．
考题10　　图是逻辑电路图及其真值表，此逻辑电路为__________门电路，在真值表中X处的逻辑值为__________．
【解析】　本题是课改中新增加的逻辑电路 ( http: / / www.21cnjy.com )及其真值表的基本试题．只要对逻辑电路的基本概念清楚，可很快作出判断．这是上海二期课改教材中典型的知识点，也是上海高考物理中第一次考到的知识点．
逻辑电路的基本形式分为三种： 与门电路、非门电路、或门电路．根据三种电路形式及其真值可判断图中电路为或门电路，X处的逻辑值为1.
输入 输出
A B Z 0 0 0 0 1 1 1 0 X 1 1 1
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