DSE 物理｜電磁感應與變壓器備課指引（導師用）

DSE 物理｜電磁感應與變壓器備課指引（導師用）｜一條公式解決三類題

2026-11-04

學生通常背得出「感應電動勢同磁通量變化率成正比」，但一到計數就把匝數漏掉、把時間用錯，變壓器又會把電壓同功率一齊放大。這一堂把三個失分位逐個封死。

本堂目標　學生能夠：① 講出「磁通量有變化才有感應電動勢」，並用切割磁力線的三種方式舉例；② 用 ε = NΔΦ/Δt 計感應電動勢，並用楞次定律判斷電流方向；③ 用 Vp/Vs = Np/Ns 計變壓器電壓，再用功率守恆推次級電流；④ 在 4 分鐘內完成一題 400 匝、ΔΦ=0.006 Wb、Δt=0.2 s 的電動勢計算（答案 12 V）。

01　先備知識（開課前 3 分鐘快檢）

以下任何一項未過關，本堂就會卡住，先補該項：

技能	快檢題	過關標準
磁通量	Φ = BA，單位是 Wb，A 要與 B 垂直才成立？	講得出「垂直分量」
感應電流條件	磁鐵靜止放在線圈內，有無感應電流？	答「無，因為 Φ 無變」
功率公式	P = VI 在理想變壓器兩邊是否相等？	答「是，理想無損耗」

02　課堂流程（60 分鐘）

時間	環節	導師做什麼	學生做什麼
0–8 分	快檢三題	抽問 Φ、感應條件、功率	口頭答，錯即補
8–22 分	切割磁力線	示範棒、線圈、磁鐵三種變化	指出 Φ 何時變
22–36 分	法拉第與楞次	NΔΦ/Δt 逐步代入，再判方向	自行計一次
36–48 分	變壓器	電壓比、電流比、功率守恆三條線	計次級電流
48–56 分	限時實作	兩題計數，一題方向判斷	獨立完成不查書
56–60 分	離場檢查	按三個得分點逐題問	自評並圈錯處

03　講解腳本（照著說就可以）

第一幕：先問「Φ 有無變」，不要一開始就代公式

電磁感應所有題的第一句都是「磁通量有無變化」。Φ = BA，所以只有三種變法：B 變（磁鐵移動、電流改變）、A 變（線圈變形、進出磁場）、或角度變（線圈轉動）。學生最常犯的錯是見到「有磁場、有線圈」就開始計，結果題目其實是「線圈靜止在均勻磁場中」，答案是零。示範時要學生先用一句話寫下「Φ 因為 B 變而變大」，寫不出這句就不要落筆計數。

每題開頭強制寫一句「Φ 因為＿＿而變」，寫不出即代表未讀懂題目。

第二幕：法拉第定律：三個位逐個代入

ε = NΔΦ/Δt。三個位分別是匝數 N、磁通量變化 ΔΦ、時間 Δt，任何一個漏掉都失分。以本堂例題為例：N = 400，Φ 由 0 變到 0.006 Wb（B = 0.4 T，A = 0.015 m²，所以 Φ = BA = 0.006 Wb），Δt = 0.2 s，於是 ε = 400 × 0.006 / 0.2 = 12 V。答題格式固定寫成三行：第一行寫 Φ = BA 及數值，第二行寫 ε = NΔΦ/Δt，第三行寫答案連單位。楞次定律只需一句：感應電流的方向，總是要反抗磁通量的變化，所以「Φ 增加 → 電流產生反向磁場」。

要學生把 N、ΔΦ、Δt 三個數圈在題目上，缺一個就唔准計。

第三幕：變壓器：電壓按匝比，功率不變

Vp/Vs = Np/Ns 只講電壓。本堂例子 Np = 1200、Ns = 60、Vp = 220 V，所以 Vs = 220 × 60/1200 = 11 V，是降壓。電流不是按匝比走同一個方向：理想變壓器功率守恆，P = VI 兩邊相等，所以次級 2.0 A 時，初級電流 Ip = 22 W / 220 V = 0.10 A，亦即是 Is × Ns/Np。學生把電流也當成「跟電壓一齊降」，就會寫成 2.0 × 60/1200 的錯誤答案。

寫低「功率不變，所以電流升 20 倍」，讓學生自己講出理由。

04　必教題型與步驟

題型	例子	步驟	答案
感應電動勢	線圈在變化磁場中	寫 Φ=BA → ε=NΔΦ/Δt → 單位 V	12 V
感應電流方向	判斷電流往哪邊流	Φ 增加還是減少 → 反抗方向 → 右手定則	方向與 Φ 變化相反
變壓器電壓	已知匝數比求 Vs	Vs = Vp × Ns/Np	11 V
變壓器電流與功率	求初級電流	P = VsIs → Ip = P/Vp	0.10 A

合理性檢查（一定要教）：數字要對得上：Φ = 0.4 × 0.015 = 0.006 Wb；ε = 400 × 0.006 ÷ 0.2 = 12 V，若漏掉 N 就會變成 0.030 V，差 400 倍，這種答案一眼就知錯。變壓器要檢查功率：次級 11 V × 2.0 A = 22 W，初級 220 V × 0.10 A = 22 W，兩邊相等才合理；若學生算出初級功率大過次級，一定是把電流方向搞錯。另外單位要統一：面積用 m²，時間用 s，題目給 cm² 或 ms 要先換算。

05　獨立練習三題

題目	答案	想觀察什麼
N = 400、Φ 由 0 增至 0.006 Wb、用時 0.2 s，求感應電動勢	12 V	有無先寫 Φ = BA
變壓器 Np = 1200、Ns = 60、Vp = 220 V，次級接 2.0 A 負載，求 Vs 及 Ip	11 V、0.10 A	有無用功率守恆
磁鐵靜止放在線圈內，感應電流是多少？	0 A，因 Φ 無變化	有無答「無變化」

06　學生常見錯誤與糾正句

錯誤	學生通常這樣寫	導師這樣說
漏掉匝數 N	ε = 0.006/0.2 = 0.030 V	「公式係 NΔΦ/Δt，你嗰個 N 去咗邊？圈返出嚟再計。」
把 ΔΦ 當成 Φ	用 0.40 × 0.015 之後直接乘，忘記乘 N 又忘記除 t	「ΔΦ 係變化量，仲要除時間，三個位缺一不可。」
變壓器把電流一齊按匝比縮小	Ip 寫成 0.10 A	「功率不變，電流係升唔係跌，你用 P = VI 驗一次就知。」
單位未換算	面積用 cm² 直接代入	「A 一定要 m²，1 cm² = 1×10⁻⁴ m²，唔換就錯 10000 倍。」

07　家課建議（直接指到練習卷題號）

物理科章節索引　全科章節
本科練習卷　電磁感應：第 3、5、7 題

08　離場檢查（最後 5 分鐘）

題目	答案	判定
感應條件	Φ 有變化	講不出：重教第一幕
法拉第三要素	N、ΔΦ、Δt	漏一個即重做例題
變壓器功率	兩邊 P = VI 相等	算不出 Ip：回第三幕

09　導師常問

楞次定律一定要用右手定則嗎？

判斷方向用「反抗變化」最快，右手定則只是把這句話具體化，兩者可以互相檢查。

理想變壓器效率是否 100%？

題目講「理想」才當無損耗；講效率 80% 就要乘 0.8 再計次級功率。

ε 可以是負數嗎？

公式給大小，正負號只表示方向，答題寫大小再另外講方向就可以。

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