# 电势计算器

点电荷电势 V = k·Q/r，符号保留：正源抬升电势，负源压低电势；同时换算电子在该点的电势能 U = −e·V 并以 eV 给出，原子尺度直接可读。锚点示例：1 µC 在 1 m 处得 8987.55 V；质子在玻尔半径的电势为 27.211386 V，−e·V = −27.211386 eV 恰为氢 13.6 eV 电离能的两倍（位力定理：势能动能各半）。

> 标准页面: https://elysiatools.com/zh/tools/electric-potential-calculator

- **分类:** Science & Education

- **关键词:** 电势, 电压, 点电荷, 电势能, 电子伏特, 电磁学

## 概述

电势计算器基于点电荷静电势公式 V = k·Q/r，根据输入的电荷量与距离快速计算指定位置的电势，并同步换算电子在该点所具有的电势能（以 eV 呈现），方便在宏观静电与微观原子尺度下进行电磁学分析。

## 输入项

- **电荷 Q** (number): e.g. 1
- **电荷单位** (select)
- **距离 r** (number): e.g. 1
- **距离单位** (select)

## 适用场景

- 需要根据点电荷的电荷量和空间距离快速计算电势数值与极性时
- 求解微观带电粒子（如质子或原子核）周围电子的静电势能及束缚能量时
- 在电磁学教学、作业验证或实验设计中需要进行多单位（如 µC、nC、nm、cm）换算与电势核对时

## 工作原理

- 输入源电荷的数值并选择对应电荷单位（C、mC、µC、nC、pC）。
- 输入距源电荷的距离并选择距离单位（m、cm、mm、µm、nm）。
- 系统应用静电力常数 k 计算点电荷电势 V = k·Q/r，保留正负号以区分电势抬升或压低。
- 自动推算电子放置于该点时的电势能 U = −e·V，并直接输出伏特（V）与电子伏特（eV）结果。

## 使用案例

- 大学物理与高中物理静电场章节的课后习题核对与电势概念直观理解
- 原子物理教学中演示质子周围电势分布与氢原子基态电离能的关系
- 高压静电或微机电系统（MEMS）中带电微粒周围电势分布的快速估算

## 常见问题

### 计算器使用的库仑常数 k 是多少？

计算器采用标准真空库仑常数 k ≈ 8.98755 × 10⁹ N·m²/C²。

### 电荷的正负符号对计算结果有什么影响？

正电荷产生正电势并抬升周围势能，负电荷产生负电势；电势符号会完整保留在输出结果中。

### 电子电势能 U 的单位 eV 是如何换算的？

依据公式 U = −e·V，电势为 V 伏特时，单一电子所具有的电势能直接对应为 −V 电子伏特（eV）。

### 支持哪些距离和电荷单位？

距离支持 m、cm、mm、µm、nm；电荷支持 C、mC、µC、nC、pC。

### 此工具可以计算多个点电荷叠加的总电势吗？

本工具每次计算单个点电荷的电势，多电荷系统可通过分别计算各点电荷电势后利用标量叠加原理求和。

## 相关工具

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## 示例

- [Android Java 图像处理示例](https://elysiatools.com/zh/samples/android-image-processing-java): Android Java 图像处理示例，包括图像读取保存、缩放和格式转换
- [Android Kotlin 图像处理示例](https://elysiatools.com/zh/samples/android-image-processing-kotlin): Android Kotlin 图像处理示例，包括图像读取保存、缩放和格式转换
- [Web Python 图像处理示例](https://elysiatools.com/zh/samples/web-image-processing-python): Web Python 图像处理示例，使用 PIL/Pillow 包括读取、保存、缩放和格式转换
- [Web Rust 图像处理示例](https://elysiatools.com/zh/samples/web-image-processing-rust): Web Rust 图像处理示例，包括图像读取保存、缩放和格式转换