电势

静电场的标势称为电势，或称为静电势。在电场中，某点电荷的电势能跟它所带的电荷量（与正负有关，计算时将电势能和电荷的正负都带入即可判断该点电势大小及正负）之比，叫做这点的电势（也可称电位），通常用φ来表示。电势是从能量角度上描述电场的物理量，电场强度则是从力的角度描述电场。电势差能在闭合电路中产生电流（当电势差相当大时，空气等绝缘体也会变为导体）。电势也被称为电位。

在静电学里，电势（electric potential）（又称为电位）定义为：处于电场中某个位置的单位电荷所具有的电势能与它所带的电荷量之比。电势只有大小，没有方向——是标量，其数值不具有绝对意义，只具有相对意义。

（1）单位正电荷由电场中某点A移到参考点O（即零势能点，一般取无限远处或者大地为零势能点）时电场力做的功与其所带电量的比值。

所以$\varphi A=Ep/q$。在国际单位制中的单位是伏特(V)。

（2）电场中某点相对参考点O电势的差，叫该点的电势。

“电场中某点的电势在数值上等于单位正电荷在那一点所具有的电势能”。

公式：$ε=q \varphi$（其中ε为电势能，q为电荷量，$\varphi$为电势），即$\varphi =ε/q$

在电场中，某点的电荷所具的电势能跟它的所带的电荷量之比是一个常数，它是一个与电荷本身无关的物理量，它与电荷存在与否无关，是由电场本身的性质决定的物理量。

电势是描述静电场的一种标量场。静电场的基本性质是它对放于其中的电荷有作用力，因此在静电场中移动电荷，静电场力要做功。但静电场中沿任意路径移动电荷一周回到原来的位置，电场力所做的功恒为零，即静电场力做功与路径无关，或静电场强的环路积分恒为零。

静电场的这一性质称为静电场的环路定理。根据这一性质可引入电势来描述电场，就好像在重力场中重力做功与路径无关，可引入重力势描述重力场一样。电场中某一点的电势定义为把单位正电荷从该点移动到电势为零的点，电场力所做的功。通常选择无限远点的电势为零，因此某点的电势就等于把单位正电荷从该点移动到无限远，电场力所做的功.

电势的单位为V（伏），1V=1J/C（1焦/库）。静电场中电势相等的点构成一些曲面，这些曲面称为等势面。电力线总是与等势面正交，并指向电势降低的方向，因此静电场中等势面的分布就绘出了电场分布。电势虽然是引入描述电场的一个辅助量，但它是标量，运算比矢量运算简单，许多具体问题中往往先计算电势，再通过电势与场强的关系求出场强。电路问题中电势和电势压（即电压）是一个很有用的概念。电势是普遍描述电场的电磁势的特例。

带电量q的电荷由电场中某点A移到参考点O（即零势能点，一般取无限远处或者大地为这个零势能点），电场力做功WAO（将这个电荷从A点移至零势能点电场力做的功)跟这个电荷的电量q比值叫（AO两点电势差）A点电势.

电势只有大小，没有方向，是标量。和地势一样，电势也具有相对意义，在具体应用中，常取标准位置的电势能为零，所以标准位置的电势也为零。电势只不过是和标准位置相比较得出的结果。我们常取地球为标准位置；在理论研究时，我们常取无限远处为标准位置，在习惯上，我们也常用“电场外”这样的说法来代替“零电势位置”。 电势是一个相对量，其参考点是可以任意选取的。无论被选取的物体是不是带电，都可以被选取为标准位置(零参考点)。例如地球本身是带负电的，其电势相对于无穷远处约为8.2×10^8V。尽管如此，照样可以把地球作为零电势参考点，同时由于地球本身就是一个大导体，电容量很大，所以在这样的大导体上增减一些电荷，对它的电势改变影响不大。其电势比较稳定，所以，在一般的情况下，还都是选地球为零电势参考点。

电势的特点是：不管是正电荷的电场线还是负电荷的电场线，只要顺着电场线的方向总是电势减小的方向，逆着电场线总是电势增大的方向。

正电荷电场中各点电势为正，远离正电荷，电势降低。

负电荷电场中各点电势为负，远离负电荷，电势增高。

物理意义：

（1）由电场中某点位置决定，反映电场能的性质。

（2）与检验电荷电量、电性无关。

（3）表示将1C正电荷移到参考点电场力做的功。

等量同种点电荷电势分布：

（1）正点电荷连线上：中点电势最低，从中点向两侧电势逐渐升高；

（2）连线中垂线上：从中点向中垂线两侧电势降低，直至无限远处电势为零；

（3）负点电荷的情况正好相反。

等量异种点电荷电势分布：

（1）点电荷连线上：沿电场线方向，电势从正电荷到负电荷依次降低；

（2）连线中垂线上：中垂线上任意两点之间电势差为零，即中垂线上电势为零。

参考链接: 常见点电荷电场线分布(二)|常见的电场线模型

参考链接: 常见点电荷电场线分布|常见的电场线模型