2、法拉第電磁感應(yīng)定律
內(nèi)容：電路中感應(yīng)電動(dòng)勢的大小，跟穿過這一回路的磁通量的變化率成正比。
公式：單匝線圈：E=Df/Dt
多匝線圈：E=nDf/Dt
適用范圍：普遍適用
1、感應(yīng)電動(dòng)勢
電磁感應(yīng)現(xiàn)象：利用磁場產(chǎn)生電流的現(xiàn)象叫電磁感應(yīng)現(xiàn)象
產(chǎn)生感應(yīng)電流的條件：線路閉合，閉合回路中磁通量發(fā)生變化。
感應(yīng)電動(dòng)勢：在電磁感應(yīng)現(xiàn)象中產(chǎn)生的電動(dòng)勢叫感應(yīng)電動(dòng)勢
產(chǎn)生條件：回路中的磁通量發(fā)生變化但回路不一定閉合
與什么因素有關(guān)：穿過線圈的磁通量的變化快慢(Df/Dt)有關(guān)(由前提節(jié)的實(shí)驗(yàn)分析可得)
注意：磁通量的大小f;磁通量的變化Df;磁通量的變化快慢(Df/Dt)的區(qū)分
(五)拓展聯(lián)想，知識(shí)遷移
提出問題：在日常的生產(chǎn)、生活中，自動(dòng)控制電路的功能往往不是單一的，如何根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的自動(dòng)控制呢？
“與”門，“或” 門和 “非”門在邏輯電路中是最小的結(jié)構(gòu)單位，用這三個(gè)基本門可以組合成復(fù)雜門和更加復(fù)雜的邏輯電路。
1、組合邏輯電路：用基本門電路通過各種組合方式，可以達(dá)到不同的設(shè)計(jì)要求，從而構(gòu)成
各種組合邏輯電路。
2、“與非”門：
1)構(gòu)成：把一個(gè)與門的輸出端接入一個(gè)非門的輸入端，如圖18。
2)實(shí)驗(yàn)：用邏輯電路實(shí)驗(yàn)器研究“與非”門輸入與輸出信號之間的關(guān)系，如圖18。
3)“與非”門真值表：
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輸入 |
一級輸出 |
最終輸出 |
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A |
B |
Z0 |
Z |
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0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
1 |
0 |
1 |
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1 |
0 |
0 |
1 |
|
1 |
1 |
1 |
 0 |
4)“與非”門電路符號：如圖19。
3、
“或非”門：
1)構(gòu)成：把一個(gè)或門的輸出端接入一個(gè)非門的輸入端，如圖20。
2)實(shí)驗(yàn)：用邏輯電路實(shí)驗(yàn)器研究“或非”門輸入與輸出信號之間的關(guān)系，如圖21。
3)“或非”門真值表：
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輸入 |
一級輸出 |
最終輸出 |
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A |
B |
Z0 |
Z |
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0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
1 |
1 |
0 |
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1 |
0 |
1 |
0 |
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1 |
1 |
1 |
0 |
4)“或非”門電路符號：如圖22。
4、
“與或”門：
1)構(gòu)成：把一個(gè)與門的輸出端接入一個(gè)或門的輸入端，如圖23。
2)實(shí)驗(yàn)：用邏輯電路實(shí)驗(yàn)器研究“或非”門輸入與輸出信號之間的關(guān)系，如圖24。
3)“與或”門真值表：
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輸入 |
一級輸出 |
最終輸出 |
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A |
B |
C |
Z0 |
Z |
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0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
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0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
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0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
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1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
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1 |
0 |
1 |
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1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
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1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
5、
“與或非”門：
1)構(gòu)成：把一個(gè)與或非門的輸出端接入一個(gè)非門的輸入端，如圖25。
2)實(shí)驗(yàn)：用邏輯電路實(shí)驗(yàn)器研究“與或非”門輸入與輸出信號之間的關(guān)系，如圖26。
3)“與或非”門真值表：
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輸入 |
一級輸出 |
二級輸出 |
最終輸出 |
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A |
B |
C |
Z0 |
Z1 |
 Z |
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0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
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0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
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1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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1 |
0 |
1 |
0 |
1 |
0 |
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1 |
1 |
0 |
1 |
1 |
0 |
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1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
6、 小結(jié)歸納：引入模塊化思想。
基本門電路實(shí)際上是一種模塊式電路，應(yīng)用基本門組合成比較復(fù)雜的邏輯電路時(shí)，我們可以僅僅關(guān)心它們的輸入和輸出特性，而不必在意它們的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，這種科學(xué)的思維方法就叫做模塊化思想。
(四)聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用
1、“與”門應(yīng)用
簡單防盜報(bào)警器：當(dāng)放在保險(xiǎn)箱前地板上的按鈕開關(guān)被腳踩下而閉合同時(shí)安裝在保險(xiǎn)箱內(nèi)的光敏電阻被手電筒照射時(shí)就會(huì)發(fā)出鳴叫聲。(如圖12)
原理：當(dāng)盜賊踩到裝在保險(xiǎn)箱前地板上的按鈕開關(guān)S時(shí)，“與”門的A輸入端變?yōu)楦唠妱荩煌瑫r(shí)若安裝在保險(xiǎn)箱內(nèi)的光敏電阻受到光照，其電阻值將變小，使“與”門的B輸入端也變?yōu)楦唠妱�，根�?jù)“與”門的特點(diǎn)輸出端Z變?yōu)楦唠妱荩娾張?bào)警。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：如圖13所示。將“上開關(guān)”模塊和“光照傳感器”模塊分別插入與門模塊的輸入端，將“蜂鳴器”模塊插入與門模塊的輸出端。
2、“或”門應(yīng)用
簡單車門報(bào)警電路：當(dāng)任意一個(gè)車門沒有關(guān)好時(shí)，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)。
原理：兩個(gè)按鈕開關(guān)S1，S2分別裝在汽車的兩道門上。只要其中任何一個(gè)開關(guān)處于斷開狀態(tài)，“或”門的一個(gè)輸入端就為高電勢，根據(jù)“或”門的特點(diǎn)輸出端Z變?yōu)楦唠妱�，發(fā)光二極管就發(fā)光報(bào)警。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：如圖15所示。將兩個(gè)“下開關(guān)”模塊分別插入或門模塊的輸入端，將“小燈”模塊插入或門模塊的輸出端。
3、“非”門應(yīng)用
簡易的火警報(bào)警電路：正常情況下電鈴不響，當(dāng)火警發(fā)生時(shí)電鈴響起。(如圖16)
原理：當(dāng)火警發(fā)生時(shí)，溫度升高，熱敏電阻的阻值變小，輸入端A點(diǎn)的電勢變?yōu)榈碗妱�，根�?jù)非門的特點(diǎn)輸出端Z變?yōu)楦唠妱荩澍Q器報(bào)警。
實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證：如圖17所示。將 “溫度傳感器”模塊插入非門模塊的輸入端，將“蜂鳴器”模塊插入非門模塊的輸出端。
(三)小組活動(dòng)，類比探究
類比建立“與”門的同樣方法，建立“或”門和“非”門的概念。要求：描述邏輯關(guān)系，會(huì)用開關(guān)電路模擬邏輯關(guān)系，給出門電路的定義，電路符號，真值表，*邏輯表達(dá)式，研究輸入與輸出信號之間的邏輯關(guān)系。
(小組探究，交流評價(jià))
以下僅供參考：
3、 “或”門
[實(shí)例分析]車門報(bào)警電路：當(dāng)任意一個(gè)車門沒有關(guān)好時(shí)，報(bào)警器發(fā)出警報(bào)。
1)“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，這種關(guān)系稱為“或”邏輯關(guān)系。
[開關(guān)電路實(shí)驗(yàn)]模擬“或”邏輯關(guān)系，如圖6
1) 列表記錄開關(guān)通斷與每種情況所對應(yīng)的燈泡亮暗情況，見表4。
2) 開關(guān)電路的數(shù)字化；規(guī)定開關(guān)閉合為 “1”, 斷開為 “0”； 燈泡 L 亮為 “1”, 燈 L 滅為“0”，見表5。
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圖6：開關(guān)電路模擬“或”邏輯 |
表4：燈泡亮暗變化情況 |
表5：開關(guān)電路數(shù)字化 |
表6：真值表 |
2) “或”門的定義，電路符號，真值表，*邏輯表達(dá)式：
(1)“或”門：輸入 A 與輸入 B任一個(gè)或者兩個(gè)都為高電勢時(shí), 輸出 Z 才是高電勢的邏輯電路。
(2)電路符號：如圖7。
(3)真值表：見表6。
(4)*邏輯表達(dá)式：Z＝A+B
3) “或”門電路的輸入與輸出信號之間的關(guān)系
[實(shí)驗(yàn)]研究“或”門輸入與輸出信號之間的邏輯關(guān)系
(1)實(shí)驗(yàn)器材：邏輯電路實(shí)驗(yàn)器
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：
(a)將兩只開關(guān)模塊分別插入或門模塊的輸入端，小燈模塊插入或門模塊的輸出端，如圖8所示。
(b)接通電源，當(dāng)開關(guān)的邏輯狀態(tài)為“1”時(shí)，或門模塊上對應(yīng)的綠色指示燈點(diǎn)亮；邏輯狀態(tài)為“0”時(shí)，對應(yīng)的指示燈熄滅。
(c)兩只開關(guān)有4種邏輯組合(00，01，10，11)，觀察每種邏輯組合對應(yīng)的小燈泡的亮暗情況。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“或”門電路輸入、輸出信號的規(guī)律：全低出低，有高出高。
(4)思考與討論：談?wù)勆钪心男┦吕w現(xiàn)了“或” 邏輯關(guān)系。
4、“非”門
[實(shí)例分析]簡易的火警報(bào)警電路：正常情況下電鈴不響，當(dāng)火警發(fā)生時(shí)電鈴響起。
1)“非”邏輯關(guān)系：輸出狀態(tài)和輸入狀態(tài)相反的邏輯關(guān)系，叫做“非”邏輯。
[開關(guān)電路實(shí)驗(yàn)]模擬“非”邏輯關(guān)系，如圖9
1) 列表記錄開關(guān)通斷與每種情況所對應(yīng)的燈泡亮暗情況，見表7。
2) 開關(guān)電路的數(shù)字化；規(guī)定開關(guān)閉合為 “1”, 斷開為 “0”； 燈泡 L 亮為 “1”, 燈 L 滅為“0，見表8。
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圖9：開關(guān)電路模擬“非”邏輯 |
表7：燈泡亮暗變化情況 |
表8：開關(guān)電路數(shù)字化 |
表9：真值表 |
2)“非”門的定義，電路符號，真值表，*邏輯表達(dá)式：
(1) “非”門：輸入 A 為高電勢時(shí)輸出 Z 為低電勢 , 輸入 A 為低電勢輸出 Z 為高電勢的邏輯電路，又叫反相器。
(2)電路符號：如圖10。
(3)真值表：見表9。
(4)*邏輯表達(dá)式：Z＝
3)“非”門電路的輸入與輸出信號之間的關(guān)系
[實(shí)驗(yàn)]研究“非”門輸入與輸出信號之間的邏輯關(guān)系
(1)實(shí)驗(yàn)器材：邏輯電路實(shí)驗(yàn)器
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：
(a)將一只開關(guān)模塊插入非門模塊的輸入端，小燈模塊插入非門模塊的輸出端，如圖11所示。
(b)接通電源，當(dāng)開關(guān)的邏輯狀態(tài)為“1”時(shí)，或門模塊上對應(yīng)的綠色指示燈點(diǎn)亮；邏輯狀態(tài)為“0”時(shí)，對應(yīng)的指示燈熄滅。
(c)一只開關(guān)有2種邏輯組合(0，1)，觀察兩種邏輯組合對應(yīng)的小燈泡的亮暗情況。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“非”門電路輸入、輸出信號的規(guī)律：逢低出高，逢高出低。
(4)思考與討論：談?wù)勆钪心男┦吕w現(xiàn)了“非” 邏輯關(guān)系。
(二)示范引領(lǐng)、拋磚引玉
在解釋這些現(xiàn)象之前，先讓我們了解一下邏輯電路的基礎(chǔ)知識(shí)。
1、 數(shù)字信號→數(shù)字電路→邏輯電路→門電路
1)模擬信號和數(shù)字信號
模擬信號：電壓信號隨時(shí)間連續(xù)變化的電信號，如圖1。
數(shù)字信號：電壓信號不連續(xù)變化的電信號，如圖2。
2)模擬電路和數(shù)字電路
模擬電路：處理模擬信號的電路。
數(shù)字電路：處理數(shù)字信號的電路。
3)邏輯電路和門電路：
邏輯電路：數(shù)字電路的基本單元。
門電路：邏輯電路中最基本的電路。
下面，我們將學(xué)習(xí)數(shù)字電路中最基本的邏輯電路－門電路。
2、 “與”門
[實(shí)例分析]：簡單防盜報(bào)警器：當(dāng)放在保險(xiǎn)箱前地板上的按鈕開關(guān)被腳踩下而閉合同時(shí)安裝在保險(xiǎn)箱內(nèi)的光敏電阻被手電筒照射時(shí)就會(huì)發(fā)出鳴叫聲。
1)“與”邏輯關(guān)系：有兩個(gè)控制條件作用會(huì)產(chǎn)生一個(gè)結(jié)果，當(dāng)兩個(gè)條件都滿足時(shí)，結(jié)果才會(huì)成立，這種關(guān)系稱為“與”邏輯關(guān)系。
[開關(guān)電路實(shí)驗(yàn)]模擬“與”邏輯關(guān)系，如圖3
(1)列表記錄開關(guān)通斷與每種情況所對應(yīng)的燈泡亮暗情況，見表1。
(2)開關(guān)電路的數(shù)字化：規(guī)定開關(guān)閉合為 “1”, 斷開為 “0”； 燈泡 L 亮為 “1”, 燈 L 滅為“0”， 見表2。
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圖3：開關(guān)電路模擬“與”邏輯 |
表1：燈泡亮暗變化情況 |
表2：開關(guān)電路數(shù)字化 |
表3：真值表 |
2)“與”門的定義，電路符號，真值表，*邏輯表達(dá)式
(1) “與”門：輸入 A 與輸入 B 均是高電勢時(shí) , 輸出 Z 才是高電勢的邏輯電路。
(2)電路符號：如圖4。
(3)真值表：見表3。
(4)*邏輯表達(dá)式：Z=A·B
3)“與”門的輸入與輸出信號之間的關(guān)系
[實(shí)驗(yàn)]研究“與”門輸入與輸出信號之間的邏輯關(guān)系
(1)實(shí)驗(yàn)器材：邏輯電路實(shí)驗(yàn)器
(2)實(shí)驗(yàn)步驟：
(a)將兩只開關(guān)模塊分別插入與門模塊的輸入端，小燈模塊插入與門模塊的輸出端，如圖5所示。
(b)接通電源，當(dāng)開關(guān)的邏輯狀態(tài)為“1”時(shí)，與門模塊上對應(yīng)的綠色指示燈點(diǎn)亮；邏輯狀態(tài)為“0”時(shí)，對應(yīng)的指示燈熄滅。
(c)兩只開關(guān)有4種邏輯組合(00，01，10，11)，觀察每種邏輯組合對應(yīng)的小燈泡的亮暗情況。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：“與”門電路輸入、輸出信號的規(guī)律：有低出低，全高出高。
4)思考與討論：談?wù)勆钪心男┦吕w現(xiàn)了“與” 邏輯關(guān)系。
(一)創(chuàng)設(shè)情景、設(shè)疑激趣
數(shù)字化、信息化的時(shí)代，信息技術(shù)迅猛發(fā)展。我們身邊的數(shù)碼產(chǎn)品、家用電器、計(jì)算機(jī)、DIS實(shí)驗(yàn)等都離不開邏輯電路。例如：
實(shí)驗(yàn)：聲控玩具狗，自動(dòng)控制彩燈，簡易火警報(bào)警器，避障小車燈實(shí)物展示及功能演示。
大家談：生活中還有哪些常見的自動(dòng)控制電路？
提出問題：這些產(chǎn)品的原理是怎樣的，它的功能是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
2、教學(xué)的主要環(huán)節(jié) 本設(shè)計(jì)可分為三個(gè)主要的教學(xué)環(huán)節(jié)：
第一環(huán)節(jié)，創(chuàng)設(shè)情景、設(shè)疑激趣 通過聲控玩具狗，自動(dòng)控制彩燈等演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情景，激發(fā)興趣，通過設(shè)問設(shè)疑，并引入課題。
第二環(huán)節(jié)，示范引領(lǐng)、拋磚引玉 采用“數(shù)字信號→數(shù)字電路→邏輯電路→門電路”遞進(jìn)方式，通過實(shí)驗(yàn)觀察和分析，激發(fā)學(xué)生自主活動(dòng)，知道簡單邏輯電路。
第三環(huán)節(jié)，小組活動(dòng)，類比探究 讓學(xué)生在自主活動(dòng)中，通過實(shí)驗(yàn)觀察、類比探究，認(rèn)識(shí)簡單邏輯電路的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。
第四環(huán)節(jié)：聯(lián)系實(shí)際，學(xué)以致用 選擇聯(lián)系實(shí)際的實(shí)例，通過自主活動(dòng)和實(shí)驗(yàn)探究，了解簡單邏輯電路在實(shí)際中的應(yīng)用。
第五環(huán)節(jié)：拓展聯(lián)想，知識(shí)遷移 通過拓展聯(lián)想，引出簡單組合邏輯電路，以拓展學(xué)生的思維活動(dòng)空間，提高知識(shí)遷移的能力。
2、教學(xué)流程圖說明及主要環(huán)節(jié)
情景 實(shí)驗(yàn)，大家談
先進(jìn)行聲控玩具狗，自動(dòng)控制彩燈，簡易火警報(bào)警器，避障小車等實(shí)物展示及功能演示，然后以“大家談”的形式討論、交流生產(chǎn)生活中常見自動(dòng)控制電路，打開思路，為引入邏輯電路的概念做好準(zhǔn)備。
問題 設(shè)問I
通過設(shè)問“這些產(chǎn)品的原理是怎樣的，它的功能是如何實(shí)現(xiàn)的呢？”，引出邏輯電路的基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)。
活動(dòng)Ⅰ 實(shí)例分析 電路模擬 DIS實(shí)驗(yàn)
通過實(shí)例分析、門電路開關(guān)的演示、開關(guān)電路的數(shù)字化，得出“與”的定義，電路符號，真值表，*邏輯表達(dá)式；通過邏輯電路實(shí)驗(yàn)器，研究“與”門電路輸入、輸出信號之間變化的規(guī)律。
活動(dòng)Ⅱ 類比探究 交流評價(jià)
類比建立“與”門的方法，通過小組探究，交流評價(jià)，建立“或”門和“非”門的概念，理解“或”門、“非”門的功能。
活動(dòng)III IV V “與”、“或”、“非”門的應(yīng)用
通過實(shí)例分析、實(shí)驗(yàn)探究，運(yùn)用電勢概念和分壓原理，理解門電路在實(shí)際中的運(yùn)用。
活動(dòng)VI * 拓展聯(lián)想
通過設(shè)問“如何根據(jù)不同的設(shè)計(jì)要求，實(shí)現(xiàn)較為復(fù)雜的自動(dòng)控制功能”，引出組合邏輯電路的概念及其功能的學(xué)習(xí)，感受模塊化設(shè)計(jì)思想。
1、 
教學(xué)流程圖
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