第十二章 电能 能量守恒定律 知识清单 -2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册
高中物理必修三
第十二章 电能 能量守恒定律—知识清单
第 1 节 电路中的能量转化
概念 | 要点 |
电流做功（电功） | W = U·I·t = I²·R·t = U·²t/R；单位：焦耳J |
电功率 | P = U·I = I²·R = U²/R；单位：瓦特 W（简称：瓦） |
热功率 | 电阻发热功率 P热 = I²·R = U²/R |
纯电阻电路 | 电能全部转化为内能：W = Q，U = I·R，I = U/R |
非纯电阻电路 | 电能部分转化为内能、部分转化为机械能等：W = Q + W其他，U > I·R |
额定值与实际值 | 额定电压 U额、额定功率 P额；实际电压 U实 ≤ U额，实际功率 P实 ≤ P额 |
电能转化方向 | 电源：其他能 → 电能；用电器：电能 → 内能/机械能/光能；输电线：电能 → 内能（发热损耗） |
方法（三个公式的选用）：已知 U、I → 用 P = U·I，W = U·I·t；已知 I、R → 用 P = I²·R（或 Q = I²·R·t）；已知 U、R → 用 P = U²/R。
方法（纯电阻与非纯电阻的判别）：若电路中有电动机、变压器等非电阻元件，则 U > I·R，是非纯电阻电路；只有电能全部变内能才是纯电阻。
易错：电功 W = U·I·t 是电流做功的总量；Q = I²·R·t 才是转化为内能的那部分；非纯电阻电路中 W > Q。 |
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第 2 节 闭合电路的欧姆定律
概念 | 公式 / 结论 |
电动势 | E = W/q；等于 1 C 电量在电源内部移动时非静电力做的功；单位 V |
闭合电路欧姆定律 | I = E/(R + r)，r 为电源内阻 |
路端电压 | U = E − I·r；即 U = I·R（R 为外电阻） |
路端电压的变化 | I 增大（外电阻减小）→ U 减小；开路时 U = E；短路时 U = 0 |
短路电流 | I短 = E/r（很大，实际中要避免短路） |
电源的输出功率 | P出 = U·I = E²·R/(R+r)²；当 R = r 时最大：Pmax = E²/(4r) |
电源的效率 | η = U·I/E = R/(R + r)；R = r 时效率为50%，此时的输出功率最大。 |
电源的 U-I 图像 | 直线：纵截距 = E，斜率 = −r，横截距 = 短路电流 I短 |
方法（U-I 图像的三个信息）：由 U = E − I·r 知图像为直线，纵轴截距是电动势、斜率绝对值是内阻、横轴截距是短路电流。
方法（路端电压的变化判断）：外电阻 R 增大 → I 减小 → Ir 减小 → U = E − I·r 增大（反之亦然）。
易错：U = E − I·r 中的 U 是路端电压（外电路两端），不是电源内部电压；电源内部消耗的功率为 I²·r。 |
第 3 节 实验：电源电动势和内阻的测量
项目 | 要点 |
目的 | 测量电源的电动势 E 和内阻 r |
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