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高中物理必修第三册 · 公式大全(第十二章)
高中物理必修第三册 · 公式大全（第十二章）
范围：人教版高中物理必修第三册全四章（第九章~第十二章）
内容：每个公式均包含公式内容、字母说明、推导过程、使用条件
特点：常用与不常用公式大部分都收录在册，适合新课公式理解，一轮复习查阅手册，考前冲刺巩固记忆。
第十二章 电能 能量守恒定律
12.1 电功（定义式）
公式：
字母说明：
推导过程：
电流做功的本质是电场力对电荷做功。在时间 内通过导体横截面的电荷量 ，电场力做功 。电流做功的过程就是电能转化为其他形式能量的过程。
使用条件：
适用于任何电路（纯电阻、非纯电阻均可） 是电功的普适公式 对于纯电阻电路， 电功的单位：1 J = 1 V·A·s；1 kW·h = J
12.2 电功率（定义式）
公式：
字母说明：
推导过程：
电功率定义为单位时间内电流做的功：
使用条件：
适用于任何电路（纯电阻、非纯电阻均可） 是电功率的普适公式 对于纯电阻电路： 额定功率：用电器在额定电压下工作时的功率 实际功率：用电器在实际电压下工作时的功率
12.3 焦耳定律
公式：
字母说明：
推导过程：
焦耳通过实验发现：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比。即 。这是电流热效应的定量规律。
对于纯电阻电路，电能全部转化为内能，。
使用条件：
适用于任何电路中的发热计算（纯电阻和非纯电阻均可） 是焦耳定律的普适公式 对于纯电阻电路：（电功等于电热） 对于非纯电阻电路：（电功大于电热，电能还转化为其他形式能量）
12.4 热功率
公式：
字母说明：
推导过程：
热功率是单位时间内电流通过导体产生的热量：
使用条件：
适用于任何电路的热功率计算 对于纯电阻电路： 对于非纯电阻电路：（部分电能转化为其他形式能量） 热功率只反映电能转化为内能的速率
12.5 电路中的能量转化·纯电阻电路
公式：
字母说明：
推导过程：
在纯电阻电路中，电能全部转化为内能（热能）。由欧姆定律 ，代入电功公式 得 ；或由 代入得 。同时 ，因此 。
使用条件：
适用于纯电阻电路（如电热器、白炽灯等） 欧姆定律成立： 电功等于电热： 电功率等于热功率：
12.6 电路中的能量转化·非纯电阻电路
公式：
字母说明：
推导过程：
在非纯电阻电路中（如电动机、电解池等），电能一部分转化为内能（热能），另一部分转化为其他形式的能量（机械能、化学能等）。由能量守恒定律：
此时欧姆定律 不成立（），电功 大于电热 。
使用条件：
适用于非纯电阻电路（电动机、电解池、充电电池等） 欧姆定律不适用：（） 电功大于电热： 电功率大于热功率： 对于电动机： 为机械能
12.7 电源的总功率
公式：
字母说明：
推导过程：
电源总功率是单位时间内电源把其他形式能量转化为电能的量：
使用条件：
适用于闭合电路 电源总功率反映电源将其他形式能量转化为电能的速率 （能量守恒）
12.8 电源的输出功率
公式：
字母说明：
推导过程：
输出功率是外电路消耗的功率：
由 代入：
即输出功率等于总功率减去内耗功率。
使用条件：
适用于闭合电路 当外电路为纯电阻时： 当 时，输出功率最大： 当外电路为非纯电阻时：（不能用 ）
12.9 电源内耗功率
公式：
字母说明：
推导过程：
电源内阻上消耗的功率（内耗功率）等于电流的二次方乘以内阻：
由能量守恒：，即 。
使用条件：
适用于闭合电路 内耗功率全部转化为内能（发热） 当电流 越大时，内耗功率越大 短路时 ，内耗功率最大
12.10 电源效率
公式：
字母说明：
推导过程：
电源效率定义为输出功率与总功率之比：
当外电路为纯电阻时，，，所以：
使用条件：
适用于闭合电路 当外电阻 增大时，效率 增大 当 （断路）时 （但无输出功率） 当 时 （输出功率最大但效率只有一半） 高效率与大输出功率不可兼得
12.11 能量守恒定律
公式：
字母说明：
推导过程：
能量守恒定律是自然界最普遍的基本定律之一：能量既不会创生，也不会消灭，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移过程中能量的总量保持不变。
在电路中，电源将其他形式能量转化为电能，电能又通过各种用电器转化为内能、机械能、化学能等，但总能量保持不变。
使用条件：
适用于所有物理过程，是自然界最普遍的定律之一 包括各种形式能量之间的转化（机械能、内能、电能、化学能、光能等） 能量转化过程中总能量守恒 热力学第一定律是能量守恒定律在热学中的体现