
【醫】 potential
在漢英詞典視角下,"電位"(diàn wèi)的物理學術語對應英文為"electric potential",指電場中某點單位正電荷所具有的電勢能,反映電場做功能力的标量物理量。其核心定義與特性如下:
物理本質
電位描述靜電場中某點能量的相對高低,數值等于将單位正電荷從參考點(通常取無窮遠處或大地)移至該點時電場力所做的功。單位為伏特(Volt, V),公式為:
$$
V = frac{U}{q}
$$
其中 ( U ) 為電勢能,( q ) 為電荷量。
漢英對照
相對性與參考點
電位是相對量,需選定零電位參考點(如電路中的"接地")。任意兩點間電位差即為電壓(Voltage),驅動電荷定向移動。
标量場性質
電位在空間中構成标量場,其負梯度等于電場強度:
$$
vec{E} = - abla V
$$
這一關系簡化了電場計算。
電路分析
電位差(電壓)是電路工作的驅動力,用于分析電流方向與能量分配,如基爾霍夫電壓定律(KVL)。
生物電現象
細胞膜内外電位差(膜電位)維持神經信號傳導與肌肉收縮,如靜息電位(-70 mV)與動作電位(+30 mV)。
《牛津英漢雙解物理學詞典》
定義電位為"電場中某點的電勢能每單位電荷的量",強調其與電場強度的微分關系 。
《中國大百科全書·物理學卷》
明确區分"電位"與"電勢"的工程與理論使用語境,指出兩者在庫侖定律與麥克斯韋方程中的統一性 。
IEEE電氣工程術語标準(IEEE Std 100)
将"electric potential"列為電路理論基礎量,規範其在電力系統與電子技術中的測量标準 。
PubMed Central生物醫學文獻
闡釋膜電位在神經元興奮性中的離子機制,引用霍奇金-赫胥黎模型(Hodgkin-Huxley model) 。
電位(Electric Potential),又稱電勢,是描述電場中某點能量特性的物理量,表示單位正電荷在該點具有的電位能。以下從多個角度詳細解釋:
電位用符號 ( V ) 表示,單位為伏特(V)。其定義為:電場中某點的電位等于将單位正電荷從無窮遠處(參考點)移動到該點時,電場力所做的功。數學表達式為: $$ V = frac{U}{q} $$ 其中 ( U ) 是電荷 ( q ) 在該點的電位能。
電位差是兩點之間的電勢差異,即電壓 ( Delta V = V_A - V_B ),表示電荷從A點移動到B點時電場力做功的能力。公式為: $$ Delta V = frac{W}{q} $$ 其中 ( W ) 是電場力對電荷 ( q ) 做的功。
單個點電荷産生的電位公式為: $$ V = k frac{Q}{r} $$ 其中:
多個電荷的電位滿足疊加原理,即各電荷電位的代數和。
電位是标量,而電場強度 ( E ) 是矢量。兩者關系為: $$ E = - abla V $$ 即電場強度是電位的負梯度,方向指向電位下降最快的方向。
可類比重力勢能:電位類似“高度”,電位差類似“高度差”,電場力做功類似“物體因高度差下落釋放能量”。例如,水位差驅動水流,電位差驅動電荷流動。
若有進一步疑問(如電位與電勢能的區别、接地的作用等),可提供具體方向繼續補充。
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