宋昌杰

摘 要：Excel軟件具有強大的計算和作圖功能，如在復雜的計算問題中恰當使用可以收到事半功倍的效果，也能使問題更加直觀形象，能加深學生的印象，提高教學效果。

關鍵詞：Excel；電學；圖像；極值

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2016）2-0054-2

在高中電學教學中，由于學生的思維能力和數(shù)學計算能力的限制，有的問題無法討論清楚。Excel軟件具有強大的數(shù)據(jù)統(tǒng)計、分析計算、制作圖表的功能。在物理教學中，如果恰當運用Excel軟件能夠使問題迎刃而解。

例 如圖1所示，ab為兩等量正點電荷的連心線，O為ab的中點，cd為兩電荷的中垂線。試分析：在中垂線上O點到無窮遠電場強度的變化情況以及ab連線上場強的變化情況。

為常數(shù)，EP的變化由cos2θsinθ決定。但是，利用數(shù)學知識討論其變化規(guī)律在高中階段比較困難。

利用Excel可以很好地解決這一難題。首先，在新建的Excel文件B2單元格輸入“角度θ”，C2單元格輸入“2cosθcosθsinθ的值”。然后在B3—B92單元格內(nèi)分別輸入1～90的數(shù)字，在C3單元格內(nèi)輸入“=COS（B3*PI（）/180）*COS（B3*PI（）/180）*SIN（B3*PI（）/180）*2”，然后回車。將鼠標移到C3的右下角，當鼠標的符號變?yōu)椤?”時雙擊，此時Excel會自動地在C3到C92單元格內(nèi)計算出相應的cos2θsinθ的值，如表1所示。從C列數(shù)據(jù)可以看出，當θ角大約為35 °時，其值最大。采用“選擇B、C兩列數(shù)據(jù)—插入散點圖—選中散點圖中某點點擊右鍵選擇添加趨勢線—根據(jù)散點圖的走向選擇相符的趨勢線類型”的方法可以作出2cos2θsinθ與θ的函數(shù)圖像（如圖2所示）。當然，如果我們需要更加精確的話，在B列中可以從0.1、0.2……一直到90.0來進行計算。

同樣，根據(jù)物理規(guī)律可知：在ab的連心線上電荷之間的區(qū)域內(nèi)的場強表示離開O點的距離，此公式中只有d是變量。首先，在新建的Excel文件B2單元格內(nèi)輸入“r”，在C2單元格內(nèi)輸入“d”，在D2單元格內(nèi)輸入“E的值”。然后，在B3—B11單元格內(nèi)都輸入“10”，代表r的初始值。在C3—C11單元格內(nèi)輸入1～9，在D3單元格內(nèi)輸入“=1/（B3-C3）^2+1/（B3+C3）^2”，然后雙擊D3右下角的“+”，得到其他單元格的值。最后，選取C、D兩列插入散點圖，描出趨勢線如圖3所示（d=r時無法計算舍去）。

從圖中可以看到d越趨近于r，也就是越靠近電荷，場強會越大。從而明確在電荷的連心線上場強的分布情況，這種方法處理后比學生根據(jù)電場線得到的印象更深刻、更有說服力。同理，等量同種電荷的中垂線和連心線上的場強分布也能用以上辦法得到。

利用此方法能夠證明如圖4所示的電路中，當R0的電阻等于R+r的阻值時，R0的功率出現(xiàn)最大值。數(shù)據(jù)如圖5所示（本題假設R=7 Ω，r=2 Ω，E=6 V）。

圖5 函數(shù)圖像及數(shù)值表3

隨著信息技術的不斷普及和應用，很容易被現(xiàn)在的學生所接受和掌握。利用Excel軟件強大的數(shù)據(jù)處理功能和函數(shù)作圖功能可以促進中學物理教學。在教學中能夠恰當、巧妙地發(fā)揮Excel的作用，既能節(jié)約教學時間，又能形象、直觀地反映問題，突破難點。Excel的功能還很多，需要進一步挖掘和探索。

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（欄目編輯 王柏廬）