第四节 电 动 势

一、电源力

河水之所以能持续流动，是因为上、下游之间有恒定的水位差。同理，电荷要想持续流动形成持续电流，也必须存在恒定的电位差。

如图1-8所示，A、B两极板间有一定的电位差。在电场力的作用下，正电荷从A极板沿外电路向B极板移动，负电荷从B极板沿外电路向A极板移动，正、负电荷中和，两极板间电位差将逐渐降低，最终正、负电荷中和完毕，两极板间电位差为零，电流中断。

显然，仅靠电场力作用，电路中是不可能得到持续电流的。为了得到持续电流，两极板间必须有一种非电场力，它能将正电荷从B极板不断地移向A极板，从而使A、B两极板之间始终保持恒定的电位差（电压）。

电源就是能够提供这种恒定电位差的装置。在电源内部存在的这种非电场力，叫做电源力。

二、电动势

在电源内部，电源力不断将正电荷从负极移向正极，必然要消耗能量以克服电场力做功，这个做功过程就是电源将其他形式的能量转化为电能的过程。不同的电源，其电源力做功的本领大小不同。电动势就是用来衡量电源的电源力做功本领大小的物理量。

在电源内部，电源力将单位正电荷从负极移到正极所做的功，叫做电源的电动势，用E表示，单位是伏特（V），即

式中，W为电源力移动正电荷做的功，单位是焦耳（J）；Q为电源力移动的电荷量，单位是库仑（C）。

电动势的方向规定为在电源内部由负极指向正极。

三、电动势与路端电压的关系

电源两端的电位差称为电源的路端电压。

对于一个电源来说，既有电动势，又有路端电压。电动势只存在于电源内部，其方向是从负极（低电位端）指向正极（高电位端）；而路端电压则是电源加在外电路两端的电压，其方向是从正极（高电位端）指向负极（低电位端），如图1-9所示。

一般情况下，电源的路端电压值总是小于电动势值，只有当电源开路时，电源的路端电压值才等于电动势值，即E=U开。因此，平时所说的电源电压确切地说应该是指电源的电动势。

电压与电动势的区别与联系有以下几点。

（1）电压是电场力做功，而电动势是非电场力（电源力）做功。

（2）电压的方向是从高电位指向低电位，而电动势的方向是从低电位指向高电位。

（3）电压是把电能转化为其他形式的能，而电动势是把非电能转化为电能。

（4）电压一般用UAB表示，电动势一般用EBA表示。

（5）各自表达式的单位相同，所以它们的单位也相同。