電勢差是靜電場中較難理解的概念。要深入理解電勢差，需要從(cong) 其概念，及其與(yu) 電勢、電勢能、電壓、電場力做功、電荷正負性之間的關(guan) 聯來剖析。本文對這些問題做了詳細的解析。

電勢差的概念

電勢差就是我們(men) 初中接觸過的電壓，也稱作電位差，是衡量單位電荷在靜電場中由於(yu) 電勢不同所產(chan) 生的能量差的物理量。

電勢差大小等於(yu) 單位正電荷因受電場力作用從(cong) A點移動到B點所做的功，公式表述就是U=W/q；

電勢差雖然是標量，不過也是有方向的。這一點類似於(yu) 電流。

電勢差的方向規定為(wei) 從(cong) 高電勢點指向低電勢點的方向。電勢差的國際單位製為(wei) 伏特（V，簡稱伏），常用的單位還有毫伏（mV）、微伏（μV）、千伏（kV）等。

電勢差與電勢的關係

與(yu) 字麵意義(yi) 一致，電勢差即為(wei) 電勢之差，AB兩(liang) 點的電勢差滿足下述關(guan) 係：

電勢差與高度差的類比

靜電場中的電勢差運算，完全不同於(yu) 初中的電路運算，幾乎都是和能量、做功聯係在一起的，是一個(ge) 非常抽象的概念。

為(wei) 了便於(yu) 同學們(men) 理解，高中物理網將電勢差與(yu) 高度差進行類比。下麵我們(men) 以正電荷為(wei) 例進行說明。

假設在某電場中，把一個(ge) 正電荷從(cong) A移動到B，電場力正功，那麽(me) U=W/q為(wei) 正；說明A點的電勢比B點高。

假設在重力場中，把一個(ge) 質點從(cong) A移動到B，重力做正功，那麽(me) H=W/mg，也為(wei) 正；說明A點比B點的位置要高。

假設在某電場中，如果把一個(ge) 負電荷從(cong) A移動到B，電場正功，那麽(me) U=W/q為(wei) 負；說明A點的電勢比B點低。

假設在重力場中，把一個(ge) 質點從(cong) A移動到B，重力做負功，那麽(me) H=W/mg，也為(wei) 負；說明A點比B點的位置要低。

假設在某電場中，如果把一個(ge) 負電荷從(cong) A移動到B，電場負功，那麽(me) U=W/q為(wei) 正；說明A點的電勢比B點高。

電勢差與電壓的關係

兩(liang) 者是一個(ge) 概念，不過研究的領域是不同的。為(wei) 了辨析，我們(men) 就劃分成兩(liang) 個(ge) 概念。

在靜電場這個(ge) 章節，研究的是微觀領域內(nei) 電荷的運動、做功、能量，我們(men) 稱之為(wei) 電勢差。

在含有導體(ti) 的電路中我們(men) 重點研究大量電荷的移動（即電流），串並聯關(guan) 係，產(chan) 生的熱能，這個(ge) 時候不會(hui) 去研究單獨某個(ge) 電子的運動與(yu) 做功情況，我們(men) 稱之為(wei) 電壓。

問題：如何深入理解電勢差的概念？

電勢差的概念非常難理解，同學們(men) 要采用類比的方法來慢慢磨這個(ge) 知識點。

類比高度差、重力做功與(yu) 重力勢能的關(guan) 係，來理解電勢差，電場力做功與(yu) 電勢能的關(guan) 係。

某小球，從(cong) A移動到B，移動過程高度為(wei) 正，即，從(cong) 較高的位置A落到較低的位置B，重力做正功，重力勢能降低。W_G＞0；E_A＞E_B；

某帶正電的物體(ti) ，從(cong) A移動到B，移動過程電勢差為(wei) 正，即，從(cong) 較高的電勢點A移動到較低的電勢點B，電場力做正功，電勢能降低。W_電＞0；E_A＞E_B；

請同學們(men) 認真閱讀上麵的這兩(liang) 段話，接下來說負電問題。

正如，AB兩(liang) 點的高度差不會(hui) 隨著物體(ti) 大小改變一樣，AB兩(liang) 點的電勢差，也不會(hui) 因為(wei) 帶電的正負性改變。

然而，帶電的正負性，會(hui) 影響到電場力做功，電勢能的變化也就不同了。

某帶負電的物體(ti) ，從(cong) A移動到B，移動過程電勢差為(wei) 正，即，從(cong) 較高的電勢點A移動到較低的電勢點B，電場力做負功，電勢能增加。W_電＜0；E_A＜E_B；

電勢差與電場運動電荷無關

學生靜電場學習(xi) 問題與(yu) 王尚老師的答疑。主要解決(jue) 學生問題：電勢差與(yu) 電荷的正負有關(guan) 係嗎？電勢差的大小與(yu) 電場力做功有關(guan) 係嗎？

學生物理問題與(yu) 王尚老師答疑

王尚老師您好，我們(men) 在學習(xi) 靜電場的內(nei) 容。我這裏學的比較困惑，概念太多，理解起來吃力。

比如電勢差的概念，我們(men) 課堂老師講的挺快的，沒有說清楚，我沒有跟上老師，後來發現很多題都做不對。

請問電勢差與(yu) 電荷的正負有關(guan) 係嗎？

王尚老師答疑

電勢差的概念與(yu) 基本求解式

電勢差，說白了就是我們(men) 初中接觸過的電壓。同樣的物理量，我們(men) 研究的領域不同，說法就不同。

我們(men) 靜電場這個(ge) 章節，研究的是微觀領域內(nei) 電荷的運動、做功、能量，並不是在含有導體(ti) 的電路中研究電流、電勢差（電壓）的。後者是下個(ge) 章節《恒定電路》中要學習(xi) 的。

正電荷從(cong) A點移動到B點電場力做功，AB兩(liang) 點電勢差等於(yu) 做功與(yu) 電荷的比值，公式表述就是U_AB=W/q；請注意，計算時分子與(yu) 分母要考慮正負性。

1.舉(ju) 個(ge) 例子，如果是5C的正電荷，從(cong) A點移動到B點，電場力做功50J，那麽(me) U_AB=50/5（v）=10（v）；

2.再舉(ju) 例子，如果是5C的正電荷，從(cong) C點移動到D點，電場力做功-50J，那麽(me) U_CD=-50/5（v）=-10（v）；

3.再舉(ju) 例子，如果是5C的負電荷，從(cong) E點移動到F點，電場力做功50J，那麽(me) U_EF=50/-5（v）=-10（v）；

4.再舉(ju) 例子，如果是5C的負電荷，從(cong) G點移動到H點，電場力做功-50J，那麽(me) U_GH=-50/-5（v）=10（v）；

別問我為(wei) 什麽(me) ，就是這樣計算，教材上也是這麽(me) 講的。

特別注意的是，分子、分母都考慮正負號，你記住就行，做題就不會(hui) 出錯。

搞懂了電勢差的基本概念和計算公式了，接下來，我再說你的問題。

（1）電勢差與(yu) 電荷的正負有關(guan) 係嗎？

先來說答案：電勢差與(yu) 電場運動電荷無關(guan) 。為(wei) 什麽(me) 呢？

兩(liang) 點A與(yu) B之間的電勢差，由其本身的位置和原始的電場決(jue) 定，與(yu) 電場中運動電荷的正負無關(guan) 。還是借助高度差、重力勢能與(yu) 重力做功的關(guan) 係來理解：

比如說，A點與(yu) B點的位置，到底誰高誰低，並不是由被舉(ju) 高或自由下落的外在物體(ti) 決(jue) 定的。

你可以通過上麵電勢差的定義(yi) ，和我舉(ju) 的四個(ge) 例子，帶幾組數據，把負電荷從(cong) A移動到B，計算出的電勢差U，與(yu) 把正電荷從(cong) A移動到B，你會(hui) 發現計算出的電勢差U是一樣的。

理解一個(ge) 概念不容易，既要基於(yu) 課本，又要超脫課本。

下麵，我再補充一個(ge) 問題，便於(yu) 你更進一步理解電勢差的概念，問題是：

（2）兩(liang) 點電勢差的大小與(yu) 電場力做功有關(guan) 係嗎？

答案是，沒有關(guan) 係。

因為(wei) ，電勢差是一個(ge) 比值，做功多就是做功多，並不能說明電勢差大。

還是借助高度差、重力勢能與(yu) 重力做功的關(guan) 係來理解：

比如說，A點與(yu) B點的位置，到底誰高誰低，與(yu) 物體(ti) 的重力有關(guan) 係嗎？當然是沒有關(guan) 係的了。

隻不過，越重的物體(ti) ，其移動同樣的高度，重力做功的絕對值越大。

反應到咱們(men) 這個(ge) 問題上來，就是電場力做功多，有可能是電荷量多，比值不變。

更深入理解電勢差的概念，我還推薦你閱讀這篇文章：

電勢能 /jichu/diancixue/5628.html

電勢差的公式

與(yu) 電勢差概念相關(guan) 的物理公式有兩(liang) 個(ge) ：

此外，還有電勢差與(yu) 勻強場強的關(guan) 係U=E*d；以及電容的關(guan) 係式U=Q/C；

電勢差和電勢能的關係

電荷在移動中電勢會(hui) 改變，如果這個(ge) 過程中電場力做正功，那麽(me) 電勢能減小。

反之，如果這個(ge) 過程中電場力做負功，那麽(me) 電勢能增大。

根據功與(yu) 能的對應關(guan) 係，電勢能的改變量的絕對值，等於(yu) 電荷量與(yu) 電勢差乘積（qU）的絕對值。

電勢差和電場強度的關係

勻強電場中，電勢差與(yu) 電場強度的關(guan) 係是U=Ed；

簡單的證明過程是：U=W/q=Fs/q=Es=Ed；這裏的s就是d，指的是沿著電場線方向的運動距離。

電勢差和等勢麵

由各個(ge) 相等的電勢，組成一個(ge) 麵，這樣的麵我們(men) 稱之為(wei) 等勢麵。等勢麵上所有的點，電勢都相等。任意兩(liang) 點的電勢差為(wei) 零。

電場線總是與(yu) 等勢麵正交，並指向電勢降低的方向。

電勢差與電容的關係

對平行板電容器而言，電勢差與(yu) 電容的關(guan) 係為(wei) ：C=Q/U；C指的是電容，U指的是兩(liang) 板間的電勢差，Q指的是電荷量。