電勢差是靜電場中較難理解的概念。要深入理解電勢差，需要從其概念，及其與電勢、電勢能、電壓、電場力做功、電荷正負性之間的關聯來剖析。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于電勢不同所產生的能量差的物理量。

電勢差大小等于單位正電荷因受電場力作用從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。這一點類似于電流。

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

電勢差與電勢的關系

與字面意義一致，電勢差即為電勢之差，AB兩點的電勢差滿足下述關系：

電勢差與高度差的類比

靜電場中的電勢差運算，完全不同于初中的電路運算，幾乎都是和能量、做功聯系在一起的，是一個非常抽象的概念。

為了便于同學們理解，高中物理網將電勢差與高度差進行類比。下面我們以正電荷為例進行說明。

假設在某電場中，把一個正電荷從A移動到B，電場力正功，那么U=W/q為正；說明A點的電勢比B點高。

假設在重力場中，把一個質點從A移動到B，重力做正功，那么H=W/mg，也為正；說明A點比B點的位置要高。

假設在某電場中，如果把一個負電荷從A移動到B，電場正功，那么U=W/q為負；說明A點的電勢比B點低。

假設在重力場中，把一個質點從A移動到B，重力做負功，那么H=W/mg，也為負；說明A點比B點的位置要低。

假設在某電場中，如果把一個負電荷從A移動到B，電場負功，那么U=W/q為正；說明A點的電勢比B點高。

電勢差與電壓的關系

兩者是一個概念，不過研究的領域是不同的。為了辨析，我們就劃分成兩個概念。

在靜電場這個章節，研究的是微觀領域內電荷的運動、做功、能量，我們稱之為電勢差。

在含有導體的電路中我們重點研究大量電荷的移動（即電流），串并聯關系，產生的熱能，這個時候不會去研究單獨某個電子的運動與做功情況，我們稱之為電壓。

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，同學們要采用類比的方法來慢慢磨這個知識點。

類比高度差、重力做功與重力勢能的關系，來理解電勢差，電場力做功與電勢能的關系。

某小球，從A移動到B，移動過程高度為正，即，從較高的位置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，從A移動到B，移動過程電勢差為正，即，從較高的電勢點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；

請同學們認真閱讀上面的這兩段話，接下來說負電問題。

正如，AB兩點的高度差不會隨著物體大小改變一樣，AB兩點的電勢差，也不會因為帶電的正負性改變。

然而，帶電的正負性，會影響到電場力做功，電勢能的變化也就不同了。

某帶負電的物體，從A移動到B，移動過程電勢差為正，即，從較高的電勢點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

學生靜電場學習問題與王尚老師的答疑。主要解決學生問題：電勢差與電荷的正負有關系嗎？電勢差的大小與電場力做功有關系嗎？

學生物理問題與王尚老師答疑

王尚老師您好，我們在學習靜電場的內容。我這里學的比較困惑，概念太多，理解起來吃力。

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

請問電勢差與電荷的正負有關系嗎？

王尚老師答疑

電勢差的概念與基本求解式

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

我們靜電場這個章節，研究的是微觀領域內電荷的運動、做功、能量，并不是在含有導體的電路中研究電流、電勢差（電壓）的。后者是下個章節《恒定電路》中要學習的。

正電荷從A點移動到B點電場力做功，AB兩點電勢差等于做功與電荷的比值，公式表述就是U_AB=W/q；請注意，計算時分子與分母要考慮正負性。

1.舉個例子，如果是5C的正電荷，從A點移動到B點，電場力做功50J，那么U_AB=50/5（v）=10（v）；

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

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

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

別問我為什么，就是這樣計算，教材上也是這么講的。

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）電勢差與電荷的正負有關系嗎？

先來說答案：電勢差與電場運動電荷無關。為什么呢？

兩點A與B之間的電勢差，由其本身的位置和原始的電場決定，與電場中運動電荷的正負無關。還是借助高度差、重力勢能與重力做功的關系來理解：

比如說，A點與B點的位置，到底誰高誰低，并不是由被舉高或自由下落的外在物體決定的。

你可以通過上面電勢差的定義，和我舉的四個例子，帶幾組數據，把負電荷從A移動到B，計算出的電勢差U，與把正電荷從A移動到B，你會發現計算出的電勢差U是一樣的。

理解一個概念不容易，既要基于課本，又要超脫課本。

下面，我再補充一個問題，便于你更進一步理解電勢差的概念，問題是：

（2）兩點電勢差的大小與電場力做功有關系嗎？

答案是，沒有關系。

因為，電勢差是一個比值，做功多就是做功多，并不能說明電勢差大。

還是借助高度差、重力勢能與重力做功的關系來理解：

比如說，A點與B點的位置，到底誰高誰低，與物體的重力有關系嗎？當然是沒有關系的了。

只不過，越重的物體，其移動同樣的高度，重力做功的絕對值越大。

反應到咱們這個問題上來，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

與電勢差概念相關的物理公式有兩個：

此外，還有電勢差與勻強場強的關系U=E*d；以及電容的關系式U=Q/C；

電勢差和電勢能的關系

電荷在移動中電勢會改變，如果這個過程中電場力做正功，那么電勢能減小。

反之，如果這個過程中電場力做負功，那么電勢能增大。

根據功與能的對應關系，電勢能的改變量的絕對值，等于電荷量與電勢差乘積（qU）的絕對值。

電勢差和電場強度的關系

勻強電場中，電勢差與電場強度的關系是U=Ed；

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

電勢差和等勢面

由各個相等的電勢，組成一個面，這樣的面我們稱之為等勢面。等勢面上所有的點，電勢都相等。任意兩點的電勢差為零。

電場線總是與等勢面正交，并指向電勢降低的方向。

電勢差與電容的關系

對平行板電容器而言，電勢差與電容的關系為：C=Q/U；C指的是電容，U指的是兩板間的電勢差，Q指的是電荷量。