excel在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用

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1、Excel在物理實驗教學(xué)中的應(yīng)用　　Excel電子表格軟件有很強的數(shù)字處理功能，如果能夠合理地加以開發(fā)和利用，在教學(xué)中會起到很好的作用，比如可以使數(shù)據(jù)處理變得簡單，使一些抽象的數(shù)字形象化，使描點作圖一揮而就，使實驗結(jié)果一目了然。本文就針對Excel在物理實驗中的幾種常見應(yīng)用進行探討?！　±纾肊xcel電子表格進行“探究彈力和彈簧伸長的關(guān)系”的數(shù)據(jù)處理時，可以先在表格中輸入測量數(shù)據(jù)，然后將輸入的兩列或兩行數(shù)據(jù)選中，再點擊菜單欄中的“插入”菜單下的“圖表”選項，在彈出的對話框中選擇“XY散點圖”，點擊“下

2、一步”，再點擊“下一步”，在圖表向?qū)Р襟E之三上填寫上“圖表標題”“x軸”和“y軸”，點擊“完成”，然后在圖表散點中選中所描的點，單擊鼠標右鍵，在彈出的快捷菜單對話框中點擊“添加趨勢線”，再在彈出的面板“類型”選項中選中線形，在“選項”選項中選中“顯示公式”，再單擊“確定”，一個圖表就畫好了，根據(jù)圖表公式的斜率可直接讀取彈簧的勁度系數(shù)。　　在電學(xué)實驗“分壓電路和限流電路的選擇”以及“滑動變阻器的選擇”中，諸如分壓電路和限流電路有何區(qū)別、變阻器的選擇原則是什么等問題，如果直接告訴學(xué)生結(jié)果，學(xué)生會由于不知其所以

3、然而不能領(lǐng)會物理學(xué)真諦，更無法融會貫通。下面就說明如何利用Excel解釋電路和變阻器的選擇?！　。?）電源電壓3V，燈泡電阻10Ω3，采用如圖1所示的限流電路。為了方便地調(diào)節(jié)燈泡兩端電壓并使燈泡電壓有一個較大的取值范圍，所選用的滑動變阻器應(yīng)為：　　A.1ΩB.10ΩC.100ΩD.1000Ω　　圖1　　對該問題，首先要告訴學(xué)生：所謂“方便地調(diào)節(jié)”，即每當變阻器的滑片滑動一定距離時，燈泡兩端的電壓就會有一個相應(yīng)的、比較明顯的變化，故變阻器接入電路中的電阻與燈泡兩端電壓之間有一個近似線性的關(guān)系為最好。我們可以

4、根據(jù)串聯(lián)電路的電壓分配原則，分別把每一個電阻的阻值進行十等分連入電路，用Excel公式計算出燈泡兩端的電壓，然后作圖，觀察燈泡電壓與電阻的關(guān)系圖像就可以一目了然。圖2分別為R=1Ω，10Ω，100Ω，1000Ω時的圖像?！　膱D像中可以明顯看出，當R=1Ω時，線性關(guān)系最好，但測量范圍卻很小，不滿足“使燈泡電壓有較大的取值范圍”的條件。當R=1000Ω時，電壓與電阻的線性關(guān)系不好且可測量范圍也很小，因此也不適合。當R=100Ω時，雖然可測量范圍比較大，但線性關(guān)系不好，在剛開始時變阻器滑片移動很小電壓就有較大

5、變化，而到后來電阻變化很大電壓卻變化很小，也不好。兩方面綜合考慮，當R=10Ω時，燈泡電壓既有較大的變化，而且也有比較好的近似線性的關(guān)系。因此可得出結(jié)論：在限流電路中，當變阻器的阻值與待測電阻相當時較好，太大或太小都不合適。　　圖2　　（2）如果將上述限流電路改為分壓電路，其他條件不變，如圖3所示，該如何去選擇呢？　　圖33　　我們可以根據(jù)同樣的方法用Excel電子表格畫出它的圖像，再利用圖像進行分析。圖4是用Excel電子表格做出的4個圖像?！　「鶕?jù)這4個圖像，可以很明顯地看出，無論變阻器的電阻多大，分

6、壓電路所能調(diào)節(jié)的電壓范圍都是從零到電源電動勢，可改變的電壓范圍都相同。變阻器的電阻越小，待測電阻兩端的電壓與并聯(lián)接入電路中變阻器的電阻的關(guān)系越接近于線性關(guān)系。當變阻器的全電阻很大時，不適合分壓電路。由此得出：當采用分壓電路時，所選擇的變阻器的全阻值應(yīng)與待測電阻的阻值差不多或更小一些。　　圖4　　通過這樣的分析，學(xué)生就很容易理解變阻器的選擇原則，并且知道分壓電路的電壓可以從零開始調(diào)節(jié)、電壓的可調(diào)節(jié)范圍大；當實驗時要求待測電阻的電壓從零開始連續(xù)可調(diào)節(jié)，或要求多測幾組數(shù)據(jù)描點作圖時，應(yīng)選擇分壓電路。　　參考文獻

7、　　[1]邢紅軍.中學(xué)物理論文寫作教程[M].鄭州：河南科學(xué)技術(shù)出版社，1993.　　[2]陳清梅，胡揚洋，邢紅軍.物理高端備課：構(gòu)建U-S合作的橋梁：以“生活中的圓周運動”為例[J].教育科學(xué)研究，2013（12）：55-60.　　注：本文為中國教育學(xué)會物理教學(xué)專業(yè)委員會2013～2016年全國物理教育科研重點課題“中學(xué)物理教師團隊教學(xué)研究能力培養(yǎng)研究”階段性成果之一。　?。ɡ铒w躍，本科，中教一級，北京市第三十五中學(xué)，100032）3