教育类中等教育毕业论文 试论matlab在高中电学教学中的应用

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1、湖南师范大学本科毕业论文考籍号：XXXXXXXXX姓名：XXX专业：教育类中等教育论文题目：试论MATLAB在高中电学教学中的应用指导老师：XXX二〇一一年十二月十日　　论文关键词:MATLAB　物理教学　多媒体教学　中学物理　　论文摘要:多媒体技术与课堂教学的结合，显示出强大的活力，多媒体课堂教学已经成为教师教学能力的衡量标准之一。MATLAB强大功能和简单易用性，正切合了多媒体课堂教学的需求。本文以电学教学为例简单介绍MATLAB在物理教学中的实际应用。　　1、引言随着计算机技术的飞速发展，计算机辅助教学特别是多媒体教学越来越受到人

2、们的重视。将计算机提供的视听感受和传统教学方法相结合，丰富现代课堂教学。计算机辅助教学是指把计算机作为一种新型教学媒体，将计算机技术运用于课堂教学、实验课教学、学生个别化教学(人机对话式)等各个环节，综合处理和控制符号、语言、文字、声音、图像等多媒体信息，以提高教学质量和教学效率的新型教学模式。MATLAB是一种与数学密切相关的算法语言，具有强大的数值计算和可视化功能。简单易用和良好的人机交互使之成为热门应用软件之一。信息科技的发展对教育教学的影响深远，利用计算机手段提高教学效率，能够使得学生避免复杂的计算问题，而将问题的分析引向更深的

3、层次。虽然MATLAB并不是一款专门的教学软件，但是其强大的数值计算和图形显示功能将使得物理教学中的抽象概念直观易懂，有利于学生的理解和认知。　　2、MATLAB在电学教学中的应用MATLAB是一个庞大的程序，拥有难以置信的各种丰富的函数，基本的MATLAB语言已经包含超过1000多个函数，而它的工具包带有更多的函数。虽然MATLAB函数指令众多，但是对于中学物理教学而言，只需要掌握其中很小一部分就可。本文将以高中电学教学中的典型案例进行演示，从中揭示MATLAB在物理教学特别是电学部分的教学应用。以数据处理及2D绘图在欧姆定律教学中的

4、应用为例:欧姆定律是高中电磁学的重点内容之一，通过演示实验揭示导体中的电流与导体两端电压的关系来导出欧姆定律。演示实验一般采取如图(1)所示电路，连接着一段导线AB，导线两端的电压由电压表读出，导线中通过的电流表读出。改变滑片P的位置，可以改变导线两端的电压，从而测出一组数据，如表(1)所示:　　　　由MATLAB处理获得电压电流数据，绘制相应曲线。由于实验获得的数据存在一定的误差，因此需要对表(1)数据作相应的拟合处理，其MATLAB命令为(%为MATLAB注释符号):U=[0.0,2.0,4.0,6.0,8.0,10.0];%测量电

5、压数组I=[0.0,0.2,0.4,0.6,0.7,0.98];%测量电流数组[p,5]=polyfit(I,U,1);%1维曲线拟合plot(I,U,’o’,I,polyval(p,I),’r-’)%绘制二维图形图形显示如图(2)。通过演示实验数据绘制的图形得到的导线AB中的电流跟它两端的电压成正比，且对AB这跟导线来说，比值U/I是个定值(拟合的曲线为一直线)。为了更好的说明揭示规律，用一段更细的导线CD代替AB重新测定数据，得表(2)。　　同上，由MATLAB进行数据处理，绘制二维图形见图(2)　　结果显示，换了另一根导线后，其电

6、压电流比值仍然是定值。同时比较两次实验数据图形可以得到如下结论:I)对同一导体，导体中的电流跟他两端的电压成正比。2)在相同电压下，U/I大的导体(CD)中电流小，U/I小的导体(AB)中电流大。因此，U/I反映的是导体阻碍电流的性质，称为电阻(R)a3)在相同电压下，对电阻不同的导体，导体的电流跟它的电阻成反比。因此可以得到欧姆定律:导体的电流强度跟它两端的电压成正比，跟它的电阻成反比。