电势差=电压?

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电势差和电压作为中学物理电学部分最重要的概念之一，是进一步学习和理解其它电学知识的基础，那么什么是电压？翻开新人教版高中物理选修3-1第20页，可见其中是这样下的定义：“电场中两点间的电势的差值叫做电势差，也叫电压。”同样的在赵凯华、陈熙谋老师编著的《新概念物理教程-电磁学（第二版）》中也是这样写的：“……电位差，或称电位降落、电压。”在两套教材定义中用到“又叫”、“或称”，应该指的是同一事物，它们所表示的概念概念的内含和外延应该是相同的。但在上海辞书出版社出版的《辞海》，对电压的定义就更为明确地指出了这一点：“电压是静电场或电路中两点间的电势差。”因此弄清电势差和电压之间的联系和区别至关重要，下面笔者就通过一道学生问的练习题来梳理一下电势差和电压的区别。

如图，将一个粗细均匀的金属环，其电阻为r，将它嵌套在一变压器的铁芯上，作为变压器的副线圈，A，B，C三点把金属环均分为三等份。当金属环中有感应电流I时，试问A，B之间电势差为多少？哪一点儿高？

有同学认为φa

a，b之间虽然没有电势差，那么是否有电压呢？有同学肯定a，b之间是有电压的。其理由是：

由于a，b之间的电阻Rab=，

所以，由欧姆定律得，

电流通过ab段时，必有的电压。

但仔细分析，其分析过程是错误的。原因是：U=IR是不含源的欧姆定律，只能用于计算没有非静电力作用的区段两端的电压，不能用于处处有非静电力作用的上例之中。因此，从欧姆定律出发，来论证a，b之间存在电压，进而说明电压不同于电势差，就显得力不从心了。

但按照前面教科书给的：“电势差即电压“说法，图中ab段不存在电势差，也就理所当然的不存在电压了。但显然又会引入一个新的问题：电压不是产生电流的原因吗？a，b之间既然没有电压，那么何来的感应电流？所以，在本例中电压并不是电势差，即“电压≠电势差”！

那么电压和电势差之间的区别究竟在哪里？

1.在势场中，电压和电势差是等效的。

什么是“电压”呢？电学中常把“电场强度在某两点A，B间的线积分定义为AB两点间的电压”。如以UAB表示。

这就是说，静电场中A，B两点的电势差，等于单位正电荷在电场中从A点经任意路径到达B点时电场力所做的功。此定义，不论在势场还是在非势场中都是成立的。

根据前面的论述，电势和电势差这两个概念只有在势场中才有。势场的一个特点是在这种场中移动电荷，电场力所做的功只与电荷的初末位置有关，而与路径无关。在这种情况下，A，B两点间的电势差

所以，在势场中A，B两点间的电压就是电势差。

2. 在非势场中，只有电压才有意义

电场也可以是非势场。例如由变化的磁场所产生的电场是随时间而变化的，通常称为感应电场（以。表示）（如前面的例题）。这种场叫非势场，也叫做涡旋场。在这种场中，移动电荷时，电场力所做的功除与电荷的初末位置有关外，还与移动的路径有关。这时，电势和电势差就失去意义。然而，这时电压仍然是有意义的。因为电场中A，B两点之间的电压表示单位正电荷由A点沿某一路径移至B点时，电场力所作的功，这个积分与表示电势差的积分，区别在于它的大小不仅与A，B的位置有关，而且与积分的路径有关。

综上所述，电压比电势差具有更广泛的意义，在势场中，电压和电势差是同义词；在非势场中，不存在电势的概念，电势差也没有意义，电压应该理解为“给定两点间沿给定路径的电压”，电压的定义应该是“单位正电荷在电场中从a点经给定路径到达b点时电场力所做的功”。

参考文献

1.普通高中物理课程标准实验教科书-物理选修3-1.北京：人民教育出版社.2012.12.

2.赵凯华 陈熙谋.新概念物理教程-电磁学（第二版）.北京：高等教育出版社.2006.12