DSE 物理｜交流电与变压器备课指引（导师用）

DSE 物理｜交流电与变压器备课指引（导师用）｜220 V 与 1100 匝如何变出 11 V

2026-11-03

学生见到“220 V”就当成固定值，一问峰值就答 220 V，一问次级电流就照样用匝数比。这一堂守三条：有效值与峰值差 1.41 倍、电压比等于匝数比、电流比是匝数比的倒数，最后用功率守恒回头验。

本堂目标　学生能够：① 讲出 220 V 是有效值，峰值 311 V，50 Hz 对应周期 0.02 秒；② 用 1100 匝与 55 匝算出次级 11 V；③ 用功率守恒算出次级 2.2 A 时初级 0.11 A；④ 判断升压或降压变压器，并讲出为何匝数比不能同时套用在电压与电流上。

01　先备知识（开课前 3 分钟快检）

以下任何一项未过关，本堂就会卡住，先补该项：

技能	快检题	过关标准
电磁感应	穿过线圈的磁通量改变会产生什么？	感生电动势
功率公式	220 V 供 0.11 A，功率几多？	24.2 W
交流电频率	50 Hz 代表一秒有几个周期？	50 个
有效值	12 V 有效值的正弦电压，峰值大约多少？	约 17 V

02　课堂流程（60 分钟）

时间	环节	导师做什么	学生做什么
0–8 分	开场	问：插头写 220 V，那条线最高电压是几多？	讲出有效值与峰值不同
8–18 分	正弦交流电	画一个 50 Hz 波形并标周期	自己标出峰值与周期
18–30 分	变压器原理	两组线圈共用铁芯	讲出互感与磁通量变化
30–42 分	匝数比计算	1100 匝对 55 匝	自己算出次级电压
42–50 分	功率守恒与电流	次级 2.2 A 时初级电流	用功率相等反推电流
50–60 分	独立练习	三题限时 8 分钟	做完对答案并标错因

03　讲解脚本（照着说就可以）

第一幕：220 V 是有效值，峰值永远大 1.41 倍

家用 220 V 是均方根值，峰值 220 乘 1.414 得 311 V。学生常把 220 V 当成最高电压，于是绝缘与电容题全部偏低。教法要固定：题目讲“家用电压”就写 rms，题目问“最高电压”才乘 1.41。同时把周期算一次：50 Hz 即 0.02 秒一个周期，20 毫秒，让学生有一个具体的时间感。

要学生答：220 V 家用电压的峰值与周期各是多少？

第二幕：电压比等于匝数比，电流比是它的倒数

1100 匝对 55 匝，比值 20，所以 220 V 降到 11 V。次级电流反过来是初级的 20 倍：次级 2.2 A 时初级只有 0.11 A。要学生讲出理由：功率不能无中生有，电压降 20 倍，电流就要升 20 倍，两边功率才相等。所有“变压器可以省电”的说法都在这里被否证。

要学生自己讲出为何次级电流比初级大，并用功率相等支持。

第三幕：功率守恒是唯一的验算工具

初级 220 V 乘 0.11 A 得 24.2 W，次级 11 V 乘 2.2 A 同样 24.2 W。学生计完两边就相乘对一次，对不上就是电压与电流用了同一个比值。真实变压器有铜损与铁损，效率约九成，但中五题目多数当理想变压器；要在课堂讲一句“真实会热，所以功率略少”，避免学生以为物理与现实脱节。

要学生用两个功率相乘对答案，并指出哪一种情况会对不上。

04　必教题型与步骤

题型	例子	步骤	答案
匝数比求电压	1100 匝对 55 匝，初级 220 V	① 算比值 ② 乘初级电压 ③ 判断升降压	11 V，降压
功率守恒求电流	次级 2.2 A，求初级电流	① 算次级功率 ② 除初级电压 ③ 检查电流比为倒数	24.2 W、0.11 A
有效值与峰值	220 V 有效值的峰值	① 乘 1.414 ② 单位写 V ③ 检查大于有效值	311 V
频率与周期	50 Hz 的周期	① T = 1/f ② 转毫秒 ③ 对波形标示	0.02 s、20 ms

合理性检查（一定要教）：方向检查：降压变压器的次级电压一定细过初级，次级电流一定大过初级，两个方向相反就代表其中一个用了错的比值。功率检查：两边相乘必须相等，24.2 W 对 24.2 W。数值检查：峰值 311 V 一定大于 220 V，若答 156 V 就是除了 1.41 而不是乘。效率若写 100 %，要补一句理想假设。

05　独立练习三题

题目	答案	想观察什么
500 匝对 25 匝，初级 220 V，次级电压？	11 V	有无先算比值 20
次级 4 A、匝数比 1 : 20 的初级电流	0.20 A	有无用倒数
12 V 有效值的峰值	17.0 V	有无乘 1.414

06　学生常见错误与纠正句

错误	学生通常这样写	导师这样说
把有效值当峰值	“220 V 就系最高电压”	“插头写的是有效值，用来算功率；峰值要高 1.41 倍，即 311 V，绝缘要求看的是峰值。”
电流照用电压比	“次级电压细 20 倍，电流都细 20 倍”	“电压乘电流要守恒；电压跌 20 倍，电流就要升 20 倍，你先算一算两边功率。”
升压降压搞反	“匝数多的一边电压较低”	“匝数多，每匝分到的电压一样，总电压自然较高；你这样讲等于说多绕线反而降压。”
周期与频率互换	“50 Hz 即 50 秒一个周期”	“频率是一秒几多个周期，周期才是一分钟…应该是一秒的倒数，0.02 秒。”

07　家课建议（直接指到练习卷题号）

物理科章节索引　先重温“电磁感应”，再做卷内第 1、2 题
电与家庭用电　第 3 题要用 P = VI 验算
波与折射　只做频率与周期两题，巩固倒数关系

08　离场检查（最后 5 分钟）

题目	答案	判定
1100 匝对 55 匝的电压比	20 : 1	错：倒转写成 1 : 20
220 V 有效值的峰值	311 V	错：直接写 220 V
次级 2.2 A 时的初级电流	0.11 A	错：写成 44 A
50 Hz 的周期	0.02 s	错：写成 50 s

09　导师常问

变压器会不会改变频率？

不会，频率由电源决定，变压器只改变电压与电流；所以 50 Hz 入、50 Hz 出。

为何长途输电要用高压？

同一功率下电压越高电流越小，线路 I²R 损耗随电流平方下降，所以升压输电可大幅减少浪费。

理想变压器与真实变压器差在哪里？

真实变压器有铜线电阻与铁芯涡流，效率约九成，会发热；理想模型假设输入功率等于输出功率。

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