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電能、能量守恒定律 公式整理
【電阻的歐姆定律】
I=
變形式：②U=IR ③R=
說明：
該公式為“電阻”的歐姆定律；闡述了R、U、I三者間相互轉換的關系。
該公式只適用于純電阻元器件（例如：電動機不適用于該公式）。在后續有關電功率、熱功率的推導中，要注意用電器是否為純電阻，若為非純電阻電路，則不能應用電阻的歐姆定律將U、I、R三者互相轉換。
【閉合電路的歐姆定律】
I= （注：僅在外電路為純電阻用電器時成立；理由見⑤）
變形式：
E=U路端+U內
E=U路端+U內= U路端+Ir （注：因為電源內阻一定為純電阻，所以該等式一定成立）
E=U路端+U內=IR+Ir=I(R+r) （注：僅在外電路為純電阻用電器時成立）
U=E-Ir （注：用來計算路段電壓；可利用該公式繪制U-I關系圖象，用于測量電源電動勢和內阻，詳見第三節實驗）
說明：
分清E、R、r、U路端、U內之間的關系；閉合電路歐姆定律可以類比純電阻電路的歐姆定律（本質上看，只是電源內部多了一個與外電路串聯的內阻；所以對整體列歐姆定律時需多考慮一個內阻）。
注意①③④適用條件的區別。
一般考察純電阻電路（直接把R接入電路），公式都可以用；但如果題設條件引入了“電吹風”“電熱機”“手機”等具體的用電器，則需要謹慎考慮（一般出現在情景題里）。
【電路中的能量轉化】
電流做功
電功：①W=qU=UIt （J）
電功率：②P電==UI （w）
焦耳定律：用來計算電流通過電阻時產生的熱量。
③Q=I2Rt（J）
熱功率：④P熱==I2R（w）
說明：
（1）電流做功和電場中的靜電力做功一樣有W=qU，因為電流做功本質上仍是靜電力做功。只是電路中多了一個q=UI的關系，所以還能用W=UIt來計算）
（2）電流做功公式和焦耳定律是兩個獨立定義的物理定律；本質上互不影響。
電流做功表征導體中的恒定電場對自由電荷的做功；焦耳定律表征電流通過電阻時產生的熱量。
所以，①③式對所有電路都適用。（例如，不能認為③式對非純電阻電路不適用；非純電阻電路也有電阻，只是不滿足關系式而已，但對焦耳熱的定義不受U=IR的限制）
（3）在①③式對所有電路都適用的前提下，可以進一步對純電阻電路和非純電阻電路進行分類討論。詳見下一點。
3.純電阻電路和非純電阻電路
（1）因為對純電阻電路，滿足U=IR，所以代入可得W=Q（同理P電=P熱）
即：純電阻電路，電流做的電功，全部用來發熱。
（2）對非純電阻電路，不滿足U=IR。
即：非純電阻電路，電流做的電功，一部分用來發熱，一部分用來轉化為其他形式的能量（如對手機充電，總電功一部分用來產熱、一部分轉化為電池的化學能）
可得：W＞Q，且有W=Q+W其它（功率計算同理）
說明：
（1）電功永遠是電路做的總功；焦耳熱則用來計算“總電功中轉化為熱能的部分”有多少。（例如，“W+Q”這樣的表達式是沒有物理意義的，總能量不會超過Q。）
（2）注意這一部分公式間的邏輯關系，例如：哪些公式是獨立的，哪些公式是條件、哪些是結論。
【閉合電路中的功率及效率】
說明：
（1）功率：電流做功的快慢，和單位時間內做功的多少直接相關，用來描述“總量”。
（2）效率：有用功占總功的比例，用來描述“占比”。
例如：①功率為10w，有效功率為5w，效率則為50% ②功率為100w，有效功率為10w，效率則為10%。
可見，功率和效率并沒有直接關系，兩者是完全不同的角度。①中功率低，但效率更高；②中功率高，但效率更低。
1.功率
所有電路 純電阻電路
總功率 ①P總=EI=P出+P內 ②P總=I2(R+r)
內部功率 ③P內=I2r=P總-P外 同左（電源內部一定為純電阻）
輸出功率 ④P出=UI=P外-P內 ⑤P出=I2R
說明：
（1）公式P=UI對所有電路均成立，這也是計算功率時最本質的公式、最直接的思路。所有類型功率的計算，都可以從該公式推導而來（故不需要死記硬背下所有情況，理解即可）。
（2）從“所有電路”到“純電阻”電路，只需要代入U=IR的等量關系。
（3）R=r時，P出有最大值。
2.效率
（1）所有電路：⑥η= x 100%= x 100%
（2）純電阻電路：⑦η== x 100%
說明：
（1）對效率的理解：有用功（率）占總功（率）的比例。此處的“有用”，指的是“外電路功率相對于內電路功率，是有用的部分”。所以分子是輸出功率、分母是總功率。
（2）同理，從“所有電路”到“純電阻”電路，只需要代入U=IR的等量關系。

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