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赵龙
(辽宁工程技术大学理学院辽宁阜新123000)
摘 要：本文以霍尔效应测定螺线管轴向的磁感应强度分布实验为例,详细介绍了Excel在物理实验数据的录入管理和分析处理方面的应用．实践证明,该方法在大学物理实验教学中非常有效,值得推广
关键词：霍尔效应；螺线管；磁感应强度；EXC,EL
0引言
在大学物理实验课上,学生通过亲手操作获得了一系列的原始数据,这些数据通常都是具有一定误差.要从这些数据中得到可靠的实验结果,找出有关物理量之间的关系以及服从的物理规律,就需要对实验数据进行正确的整理分析和归纳计算,这就是数据处理.传统的数据处理是手工处理或使用计算器,不仅效率低,而且容易出错,另外在数据绘图方面具有诸多劣势.因此在物理实验教学中笔者引入计算机辅助处理方法来处理实验数据.经过比较,发现用Excel来处理数据是不错的选择.下面以霍尔效应测定螺线管轴向的磁感应强度分布实验为例介绍实验数据的计算机处理.
1.实验原理简介
霍尔效应法测量磁场原理：
霍尔效应从本质上讲是运动的带电粒子在磁场中受洛仑兹力作用而引起的偏转.这种偏转就导致在垂直电流和磁场的方向上产生正负电荷的聚积,从而形成附加的横向电场.当载流子所受的横向电场力eEH与洛仑兹力evB相等时,霍尔器件两侧电荷的积累应达到平衡,故有：
2.数据处理表格总体设计
数据表格的设置有两个方面,一是实现原始数据的录入和管理；二是实现数据的分析处理.学生完成实验后会得到一组原始数据,将这些原始数据录入用设置好的Excel表格中,并以姓名和学号为文件名保存.这样就保证了数据的真实性和有效性,杜绝了学生在做实验报告时随意篡改或抄袭他人的数据.同时,保存的文件为查询学生的测量数据提供了方便.数据输入完毕,系统会自动生产根据录入数据分析得到实验结果及各种图表,实现了数据的分析管理,这样方便教师在批改学生的实验报告时,就很容易判断出学生的计算及作图是否准确.
基于以上构想,首先建立一个工作表,命名为霍尔效应测定螺线管轴向的磁感应强度分布处理系统,在工作表中建立如图2的表格,并将实验中给定数据录入表格中,如Im等于0.600A、Is等于8.OOmA和测试点坐标等.数据表中存放原始数据的单元格需学生亲自录入数据,另一些单元格需要老师事先设置好,并保证学生不能改动.笔者利用EXCEL提供的保护功能将不需要录入原始数据的单元格保护起来,设置论文范文,不知论文范文的学生无法改动,保证系统的稳定性.
3.数据的录入和分析处理
原始数据的录入和数据的分析处理是该系统的应用过程.原始数据的录入是指学生将实验课上测得的记录在实验报告上的原始数据逐一录入到数据表中放置原始数据的单元格内,这一过程必须保证准确不误：而数据处理是由系统自动完成的,系统根据原始数据和既定的函数公式计算的到各个测试点的霍尔电压和磁感应强度,并且自动画出磁感应强度分布曲线.
3.1原始数据的录入
原始数据的输入非常方便,只要用鼠标点击,就可以选中相应的单元格,然后就直接输入数据和.在输入数据时,为了不失有效数字,先用鼠标选定要输入数字的单元格,再单击鼠标右键快捷方式,选择“数字”页面,点击数值选项,在小数位数选择框中输入要设定的位数.图2中的原始数据区是TH -H型螺线管磁场测定实验组合仪中测试仪VH屏幕读数,小数点后两位有效数字.数据处理结果区是通过原始数据和既定的函数公式计算的到的,按照间接测量量有效数字规则确定,都保留三为有效数字.
3.2数据的分析与处理
霍尔效应测定螺线管轴向的磁感应强度分布实验数据处理包括霍尔电压VH、磁感应强度B的计算和绘制磁感应强度分布曲线.其中VH是通过V1、V2、V3和V4计算得到：
选定G5单元格后,输入“等于(ABS(C5)+ABS(D5)+ABS(E5)+ABS(F5))/4”,回车后G5中显示计算结果.复制G5单元格后,选定G6至G21单元格后单击右键,选择“选择性粘贴”,然后选择公式,点击确认,G6至G21中的计算结果也显示出来了,至此,VH的设置完成了.磁感应强度B是通过VH、KH和LS计算得到：
选定H5后输入“G5*10-6/$B$2/$F$2” 回车后H5中显示计算结果.同理,复制H5单元格到H6：H21,其他位置的磁感应强度自动计算出来,B的设置也完成了.实验结束后,只要学生将自己测得的原始数据Vl、V2、V3、V4和TH -H型螺线管磁场测定实验组合仪上标记的霍尔器件灵敏度KH填入相应位置,系统就会实时根据这些数据计算出间接测量量VH和最终测量量B.
绘制磁感应强度分布曲线是本实验数据处理的重要环节,学生录入原始数据后VH和B自动计算出来,与此同时,系统会根据测试点位置坐标(X)和磁感应强度数据(B)绘制出螺线管轴向的磁感应强度分布曲线.图表设置方法如下：在“插入”菜单中选择“图表”,根据需要选择“×Y散点图”及子图表类型,点击“下一步”,选择“系列”项,点击“添加”,选择C5至C21作为X值,H5至H21作为Y值,输入名称“螺线管轴向磁感应强度分布曲线”,点击“下一步”,输入X轴的名称“磁场位置( CM)”,输入Y轴名称“磁感应强度( mT)”,点击“下一步”,再点击“完成”即可,最后结果如图3所示.
实验数据 英文:太阳能实验数据处理（以前拍的垃圾）
4.结论
普通物理实验是工科院校的必修课程,学生每年要做二十多个实验项目,实验的数据处理的任务量很大.笔者设计的利用EXCEL对实验数据处理的方法可以应用到大部分普通物理实验上,此种方法不仅能够准确快速的对每个实验的原始数据进行数据处理、误差分析、绘图图表,而且系统使用方便,大大提高学生的兴趣和机动性,具有较高的推广价值.
参考文献
[1]刘晓红．霍尔效应实验数据处理方法探讨[J]．大学物理实验,2004．
[2]刘晓云．霍尔效应实验直流测量法的误差探讨及处理[J]．大学物理实验,2004．
[3]李政．VBA应用基础与实例教程[M]．北京：国防工业出版社,2007．
辽宁工程技术大学优秀青年科学基金资助项目( 04A010018)
辽宁工程技术大学应用创新型人才培养立项课题( YB084055)
总结：本论文主要论述了实验数据论文范文相关的参考文献,对您的论文写作有参考作用。
实验数据 英文引用文献:
[1] 论文查重是否可以查到实验数据
[2] 目标检测实验数据参考论文
[3] 初中物理实验教学英文参考文献 哪里有初中物理实验教学参考文献
