电场中，场强和电势是描述电场性质的重要物理量。它们之间存在着密切的关系，揭示了电场中的能量分布规律。

电场中的场强与电势的关系

电场强度的定义

电场强度（简称场强），用符号E表示，定义为单位电荷在电场中受到的力的大小，即：

``` E = F / q ```

其中，F 是电荷受到的力，q 是电荷的大小。

电势的定义

电势，用符号φ表示，定义为单位正电荷从无穷远处移动到给定点所做的功，即：

``` φ = W / q ```

其中，W 是做功，q 是电荷的大小。

场强和电势的关系

在静电场中，场强和电势之间的关系可以通过以下公式表示：

``` E = -∇φ ```

其中，∇表示梯度算子，表示对电势函数进行求导。

这个公式表明，场强在电势函数上取负梯度，指向电势函数值减小的方向。换句话说，场强总是指向电势较低的位置，并与电势函数的等势面垂直。

能量分布

电场中的能量分布与电势和场强密切相关。电势函数值较高的地方，电场能量密度较高；而电势函数值较低的地方，电场能量密度较低。

场强与电势的关系揭示了电场中的能量分布情况。场强大的区域电势变化剧烈，能量密度高；而场强弱的区域电势变化平缓，能量密度低。

应用

理解场强和电势的关系对于分析和设计各种电气设备和系统至关重要。例如：

在电容中，电势差与电容极板之间的场强成正比。 在电场感应器中，场强与感应线圈中感应电动势成正比。 在电子显微镜中，电势梯度用于控制电子束的轨迹，形成清晰的图像。