用Excel2003软件作图和最小二乘法

用Excel软件处理物理实验数据

通过演示“半导体磁阻效应”实验数据的处理过程，向大家讲解如何用Excel 软件来：计算数据、绘图、数据拟合并得出经验公式。

以较复杂的计算磁阻值、绘制磁阻曲线（B-MR曲线）、数据拟合为演示对象，磁化曲线（I M-B曲线）作图以B-MR曲线为参考即可。

一、设计表格、输入数据

设计表格的表头，输入数据，并画好边框（选中表格，点击图1中的所有框线）即可。欧姆符号先从word插入符号“ ”后，再复制到excel。把“B2/T2”中的2变为上标，先选中数字2，再右键选择图1中的“设置单元格格式”，弹出对话框，选中上标即可，下标以此类推。必要时设置所有的字体为“Time New Roman”字体。

图1

二、计算数据

如计算B/T，将磁场用“T”表示。先点击“C2框”，再计算栏fx后面写入计算公式。先输入“=”，再点击“B2”框，然后输入“/1000”即可。

图2

“C2”框后面的数据如何计算，先点击“C2”框，鼠标变成图3所示，然后点击鼠标左键向下拖动到最后一行即可。

图3

这时小数点后面的数据太少，修改方法是：在C列上右键选择“设置单元格格式”，如图4所示的方法进行修改。

图4

B2/T2计算公式：=C2^2，其中“^2”表示平方，再向下拖动即可。R/Ω计算公式：=E2/F2，再向下拖动即可。MR计算公式：=(G2-316.1)/316.1。其中“G1”框的电阻（316.1Ω）为R （0），计算时一定要用自己的R（0）去替换316.1，否则是错误的。所有结果如图5所示。

由于“G2”框的有效数字比316.1要多，所以MR不等于零，改为零即可。

用鼠标选择所有的数据（包括表头），然后右键即可复制带表格的数据到word中。

图5

三、绘制曲线图

绘制B-MR图，B的数据用mT为单位的数据。

单击图6的图表向导，弹出对话框，选择“平滑线散点图”。选择下一步，点击“添加”，出现图7所示。

图6 图7

在图中的名称根据曲线名称输入（如MR曲线）；X值、Y值分别点击后面的图标，然后选择图8中的B和MR数据，并且得出了曲线图。

图8

点击下一步，设置图9的标题；设备图10的网格线。

图9 图10

点击完成，出现图11。设置x轴，y轴的坐标轴格式。分别双击坐标轴的数字，弹出坐标轴，对坐标轴进行设计，见图12和图13。

图11

图12

图13

修改绘图区的深色为白色，在深色去左键双击，弹出图14。设置后的结果如图15。在图上右键即可复制图片到word中。

图15

四、数据拟合、经验公式

以比较难的曲线拟合为例，线性拟合自己参考此例。在励磁电流I M =300mA 的上面部分数据满足MR=a+bB 2变化，令x=B 2，则二次方程变为线性方程，就能进行线性拟合了。

拟合的过程与作图类型，先像做曲线图那样做一个“散点图”，在对散点进行拟合。做散点图如图16所示。后面的过程与曲线图类似，不再赘述。

图16

曲线段拟合时，x 轴和y 轴的数据只能是I M =300mA 的上面部分数据，其结果如图17。

设置x 轴，y 轴的坐标轴格式中的数字设置分别如图18和图19所示，这里是根据本人的数据进行了相关设置，读者应根据自己的实际情况进行设置，使数字显示既正确又美观。

除后面的灰色背景。

将x 轴的物理符合和单位“B2(T2)”改为上标形式，选中2，在右键选择“坐标轴标题格式”，在弹出的“坐标轴标题格式”，将特色效果设置为上标。

总体效果如图20所示。

图18 图19

图20

拟合时，在其中一个散点上右键，选择“添加趋势线”，如图21所示。

图21

在类型设置中，选择“线性（L）”，见图22；在选项中，按红色线条所示进行设置，见图23。其结果如图24所示。

图22 图23

将显示的方程（经验公式）和R2（相关系数的平方）移动到右上角空白处，双击“方程和R2”即可“数据标志格式”进行设置，其中最重要的是它们的有效数字位数（如修改小数点后的位数，如图25所示）。双击红色的拟合直线，可以对直线进行相关设置，如样式、颜色、粗细。

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图

用Excel软件计算数据、绘图和拟合到此结束。谢谢大家。