电势差公式
-西门子s120
2023年2月15日发(作者：茶艺师基础知识)电势差、电势、电势能、等势面知识归纳
一．电势差U
AB
的理解
电势差：电荷在电场中两点间移动时，电场力所做的功跟它的电量的比值，叫这两点间的电势
差．
1．电势差与电场力做功：类比着在重力场中重力做功与高度间的关系，得出电场力做功与电势
差的关系．W
AB
=qU
AB
其中U
AB
=
q
W
AB是由电场及A、B两点位置确定的物理量．与被移
动的电荷无关，与路径无关，与零电势面选择无关．
2．公式U
AB
=
q
W
AB，标量的正负不表示大小，计算时可以把W
AB
和q都代入正、负号进行计
算．也可以W
AB
和q只代绝对值求出U
AB
的绝对值．U
AB
=-U
AB
．单位伏(V)即1V=1J/C
(3)电势差是从能量的角度反映电场性质的物理量．
二．电势φ：电场中某点的电势等于该点与参考点之间的电势差．也等于单位正电荷由该点移
到参考点时电场力所做的功．
1．电势具有相对性，必须先确定零电势参考点，才能确定电场某点的电势值．一般取大地或
无穷远的电势为零电势U∞=0，电势的大小由电场本身和零电势位置决定．
2．电势是描述电场能的性质的物理量．
3．电势是标量，有“+”、“-”号，正值表示该点的电势高于零，即φ
A
＞0；负值表示该点的电
势小于零，即φ
A
＜0；电势正负号表示大小比较关系．
当规定U∞=0时，正电荷形成的电场中各点的电势均为正值．负电荷形成的电场中各点的电势
均为负值．
4．公式：φ
A
=E
A
/q，单位伏(V)1V=1J/C
5．电势与电势差的关系：U
AB
＝φ
A
－φ
B
U
AB
为正值时说明φ
A
＞φ
B
；U
AB
为负值时说明φ
A
＜φ
B
6．电势和电场线方向的关系：沿着电场线方向电势逐渐降低．
7．电势高低变化的判断
①根据移动检验电荷做功判断：移动正电荷电场力做正功(负功)时，电势降低(升高)；移动
负电荷电场力做正功(负功)时，电势升高(降低)．
②根据电场线判断：沿电场线方向电势逐渐降低，逆着电场线方向电势逐渐升高．
③根据场源电荷判断：离场源正电荷越近，电势越高，离场源负电荷越近电势越低．
8．电势的叠加：电势是标量，因此点电荷组成电场中某点的电势，等于各个电点荷分别在该点
产生的电势的代数和．
如等量的异种电荷连线的中垂线上各点的电势为零，等量的同种电荷连线上各点以中点的电势
最低，中垂线上各点以连线中点的电势最高，且连线和中垂线上关于该点的对称点等电势．
三．电势能E：电荷在静电场中具有由位置所决定的能．
1．电势能是相对的，电势能的值与参考点(零电势能点)的选取有关，电势能零点的选取与电势
零点的选取相同．电势能不能作为描述电场性质的物理量，这是因为电势能的大小、正负都与
检验电荷有关．
2．电场力做功的四种计算方法
①定义式计算法：W
AB
=Fs
AB
cosθ=qEd
AB
此式仅适用于匀强电场，式中E为电场强度，s
AB
为
A、B两点的距离，d
AB
为沿场强方向的位移．
②电势变化计算法：W
AB
=qU
AB
=q(φ
A
-φ
B
)
③电势能变化计算法：W
AB
=-Δε=ε
A
-ε
B
④动能变化计算法：W
AB
=ΔE
k
=
2
1
mv
B
2－
2
1
mv
A
2(此式只适用于电场力做功情况)，其中②③
④式不仅适用于匀强电场，也适用于非匀强电场．
3．判断电势能变化(或比较电势能大小)的方法
①利用εp=qφ
p
来判断：电势能的正负号是表示大小的，在应用时要把q和φ
p
的正负号代入
分析．
②利用做功正负来判断：不管是正电荷还是负电荷，电场力对正电荷做正功时该电荷的电势能
一定减小，反之该电荷的电势能一定增加．(类似于重力做功与重力势能的变化关系．）
③用推论判断：正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷在电势越低的地方电势能越大．
a．W
AB
=qU
AB
=q(φ
A
-φ
B
)普遍适用，利用这个公式时，q、U都取绝对值，算出的功也是绝对
值，功的正负可以由电荷的正负和移动方向来判断，计算时也可将各量的正负号代入，再根据
结果的正负号进行判断．
b．W=Eqd此式只适用于匀强电场，且d为起止两点的连线在电场方向的投影．
4．电场力做功与电势能的变化的关系：电场力做正功时，电荷的电势能减小；电场力做负功时，
电荷的电势能增加．电场力对电荷所做的功等于电荷电势能的减少量，W
AB
=E
A
-E
B
=Δε
AB
5．电势能和电势的关系：εp=qφ(φ
p
=
q
P
)正电荷在电势越高的地方电势能越大，负电荷
在电势越高的地方电势能越小．(正电荷的电势能和电势的关系与物体的重力势能和高度的关
系相同，而负电荷则相反．)
四．等势面：电场中电势相等的点集合成的曲面．
1．等势面是为了形象地描述电场能的性质(电场中各点的电势分布)引用的假想的图，它不是电
场中实际存在的面或线．
2．等势面的特点
①等势面一定跟电场线垂直．
②在同一等势面上移动电荷电场力不做功．
③电场线总是从电势高的等势面指向电势低的等势面．
④任意两个等势面都不会相交．
⑤等差等势面越密的地方电场强度越大．
3．几种电场等势面的分布：匀强电场、点电荷形成的电场、等量异种电荷的电场，等量同种
电荷的电场、带电导体周围的电场．