粤教版高中物理必修第三册第一章静电场的描述第一节静电现象 课件(35页PPT)+检测含答案(教师用)

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名称 粤教版高中物理必修第三册第一章静电场的描述第一节静电现象 课件(35页PPT)+检测含答案(教师用)
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资源类型 试卷
版本资源 粤教版(2019)
科目 物理
更新时间 2025-05-14 08:52:23

文档简介

课时跟踪检测(一) 静电现象
A组—重基础·体现综合
1.如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,这种现象产生的原因是(  )
A.人身体上产生电流 B.接触带电造成的
C.摩擦起电造成的 D.感应起电造成的
解析:选C 如果天气干燥,晚上脱毛衣时,会听到“噼啪”的响声,还会看到电火花,这种现象产生的原因是摩擦起电造成的。
2.关于对元电荷的理解,下列说法正确的是(  )
A.元电荷就是电子
B.元电荷就是质子
C.元电荷是表示跟电子所带电荷量数值相等的电荷量
D.元电荷是带电荷量最小的带电粒子
解析:选C 元电荷是一个电子带的电荷量,不是电子,也不是质子,元电荷又称“基本电荷量”,是物理学的基本常数之一,常用符号e表示,是一个电子或一个质子所带的电荷量,任何带电体所带电荷量都是e的整数倍,故A、B、D错误,C正确。
3.(2024·四川1月学考)一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥,则该带电体的带电情况是(  )
A.不带电 B.带负电
C.带正电 D.不能确定
解析:选C 一带电体与带正电的玻璃棒相互排斥,可知该带电体与玻璃棒带同种电荷,则该带电体带正电。故选C。
4.静电现象在自然界中普遍存在,我国早在西汉末年已有对静电现象的记载,下列不属于静电现象的是(  )
A.梳过头发的塑料梳子吸起纸屑
B.带电小球移至不带电金属球附近,两者相互吸引
C.用手触摸长途行驶的汽车轮胎时,感觉烫手
D.从干燥的地毯上走过,手碰到金属把手时有被电击的感觉
解析:选C 用塑料梳子梳头发时,塑料梳子与头发相互摩擦,塑料梳子会带上电荷吸引纸屑,选项A属于静电现象;带电小球移至不带电金属球附近,由于静电感应,金属球靠近带电小球一端会感应出与带电小球异种的电荷,两者相互吸引,选项B属于静电现象;长途行驶的汽车的轮胎因与地面摩擦生热,用手触摸时烫手,选项C不属于静电现象;从干燥的地毯上走过,由于摩擦起电,当手碰到金属把手时产生较大电流,人有被电击的感觉,选项D属于静电现象。
5.目前普遍认为,质子和中子都是由被称为u夸克和d夸克的两类夸克组成的。u夸克带的电荷量为e,d夸克带的电荷量为-e,e为元电荷,下列论断中可能正确的是(  )
A.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
B.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由1个u夸克和2个d夸克组成
C.质子由1个u夸克和2个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
D.质子由2个u夸克和1个d夸克组成,中子由2个u夸克和1个d夸克组成
解析:选B 根据质子和中子所带的电荷量,经验证:质子带的电荷量为2×e+=e,中子带的电荷量为e+2×=0,故B项正确。
6.古代琥珀价格昂贵,常有人鱼目混珠。南朝陶弘景写道“惟以手心摩热拾芥为真”,南北朝时的雷敩(音xiào)在《炮炙论》中也有“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”的说法,以此作为识别真假琥珀的标准。这些识别方法主要是利用了(  )
A.摩擦生热使琥珀温度升高
B.感应起电使琥珀带电从而能够吸引轻小物体
C.手心和琥珀之间的热传递
D.摩擦起电使琥珀带电从而能够吸引轻小物体
解析:选D “惟以手心摩热拾芥为真”,“琥珀如血色,以布拭热,吸得芥子者真也”,这些识别方法主要是通过摩擦起电方式使琥珀带电,利用带电体能够吸引轻小物体的特性,故D正确,A、B、C错误。
7.用毛皮摩擦过的硬橡胶棒,靠近不带电验电器的金属小球a,然后用手指瞬间接触一下金属杆后拿开橡胶棒,这时验电器小球a和金箔b的带电情况是(  )
A.a带正电,b带负电
B.a带负电,b带正电
C.a、b均带正电
D.a、b均不带电
解析:选C 毛皮摩擦过的橡胶棒带负电,靠近验电器金属小球a,发生静电感应,用手指接触金属杆的瞬间,电子从金属杆转移到地球上,故拿开橡胶棒后,小球a和金箔b都带正电,C正确。
8.某电视台有这样一个节目:让父母手拉手站在绝缘台上,父亲手扶一装置来回答问题,当在规定的时间内回答不完所给的问题,工作人员经过操作使回答问题的父母“怒发冲冠”(头发直立而散开),从物理学原理分析产生这一现象的原因是(  )
A.空气对头发的作用结果
B.一种魔术现象
C.同种电荷相互排斥原理,使带同种电荷的头发相斥而散开
D.以上说法都不对
解析:选C 头发比较轻,当带有同种电荷时,相互排斥,头发便分散开来,形成“怒发冲冠”的现象,故选项C正确。
9.现代理论认为,反质子的质量与质子的质量相同,约为电子质量的1 836倍,若me=0.91×10-30 kg,e=1.6×10-19 C,求反质子的比荷。
解析:反质子的比荷===
9.58×107 C/kg。
答案:9.58×107 C/kg
组—重应用·体现创新
10.我国是世界文明古国之一,在古代书籍中有许多关于物理现象的记载。西晋张华的《博物志》中写道,“今人梳头、脱着衣时,有随梳、解结有光者,也有咤声”。此处所描述的现象属于(  )
A.摩擦生热现象 B.磁化现象
C.退磁现象 D.静电现象
解析:选D 人们梳头、穿衣时,梳子与头发,外衣与里面的衣服摩擦,使它们带有异种电荷,电荷放电,看到小火星和听到微弱响声,是摩擦起电,属于静电现象,故D正确,A、B、C错误。
11.如图所示,把一个不带电且与外界绝缘的导体两端分别设计上两个开关,当带正电的小球靠近时,由于静电感应,在a、b端分别出现正、负电荷,则以下说法中正确的是(  )
A.闭合K1,有电子从导体流向大地
B.闭合K2,有电子从导体流向大地
C.闭合K2,有电子从大地流向导体
D.闭合K1,没有电子通过
解析:选C K1、K2闭合前,由于静电感应和电荷守恒定律,a、b出现等量异种电荷,当闭合任何一个开关以后,整个导体与大地连接,都是电子从大地被吸引过来,故C正确。
12.如图所示,通过调节控制电子枪产生的电子束,使其每秒有104个电子到达收集电子的金属瓶,经过一段时间,金属瓶上带有-8×10-12 C的电荷量,求:
(1)金属瓶上收集到多少个电子?
(2)实验的时间为多长?
解析:(1)金属瓶上收集的电子数目为:
N===5×107个。
(2)实验的时间:t= s=5 000 s。
答案:(1)5×107个 (2)5 000 s
13.有A、B、C三个用绝缘柱支撑的相同导体球,A带正电荷,电荷量为q,B和C不带电。讨论用什么办法能使:
(1)B、C都带等量的正电荷;
(2)B、C都带负电荷;
(3)B、C带等量的异种电荷;
(4)B带q正电荷。
答案:(1)B与A接触后,再与C接触。
(2)使A靠近B、C,B、C用导线接地后,断开导线。
(3)用导线将B、C连接,使A靠近B,断开导线。
(4)B与A接触后,再与C接触,此时A带正电荷,B带正电荷,让B再次与A接触分开后,B带q正电荷。
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第一章 | 静电场的描述
第一节 静电现象
核心素养点击 
物理观念 知道自然界中的两种电荷及三种起电方式;掌握电荷守恒定律;知道电荷量及元电荷的概念
科学思维 理解金属的微观结构模型,知道无论哪种起电方式,都没有创造电荷,而是电荷在物体之间或物体的各部分之间发生了转移
科学探究 通过观察静电感应现象,理解带电体靠近导体时感应起电的过程
一、各种起电方式
1.填一填
(1)两种电荷的性质:同种电荷相互_____,异种电荷相互_____。
(2)物体带电的三种方法:__________、__________、_________。
(3)静电感应:由于受附近带电体影响而引起导体中正负电荷__________的现象。
2.判一判
(1)丝绸与任何物体摩擦后都带负电。 ( )
(2)两个正电荷相互排斥,两个负电荷相互吸引。 ( )
(3)静电感应就是导体中正负电荷重新分布的现象。 ( )
排斥
吸引
摩擦起电
感应起电
接触起电
重新分布
×
×

3.想一想
用摩擦过丝绸的玻璃棒和摩擦过的琥珀分别去接触碎纸屑和羽毛。
能观察到什么现象?怎样解释?
提示:摩擦过的玻璃棒能够吸引碎纸屑,摩擦过的琥珀能够吸引羽毛;原因是摩擦过的玻璃棒和琥珀都带了电,带电体能吸引轻小物体。
多少
库仑
电子
整数倍
1.60×10-19

(4)电荷守恒定律。
①内容:电荷既不能被创造,也不能被消灭,它们只能从一个物体______到其他物体,或者从物体的一部分_______到另一部分。在任何转移的过程中,电荷的_____保持不变。
②适用范围:电荷守恒定律不仅在一切_____________中成立,而且也是一切_____________所普遍遵循的规律。
2.判一判
(1)电荷守恒定律是自然界中最基本的守恒定律之一。 ( )
(2)元电荷就是质子或电子。 ( )
(3)所有带电体的电荷量一定等于元电荷的整数倍。 ( )
转移
转移
总量
宏观物理过程
微观物理过程

×

3.选一选
如图所示,在真空中,把一个中性的绝缘导体M向带负电的球P慢
慢靠近,下列说法中错误的是 (  )
A.M两端的感应电荷越来越多
B.M两端的感应电荷是同种电荷
C.M两端的感应电荷是异种电荷
D.M两端的感应电荷的电荷量相等
解析:M向P靠得越近,M中的自由电子受到P的排斥力越大,两端的感应电荷越多,根据电荷守恒定律,M两端将出现等量的异种电荷,B错误。
答案:B 
三、静电现象的解释
1.填一填
(1)摩擦起电。
当两个物体互相摩擦时,使一个物体中的一些原子的电子获得了______,挣脱了原子核的______,转移到了另外一个物体上。如玻璃棒与丝绸摩擦时,玻璃棒容易失去______而带正电,丝绸因有了__________而带负电。
(2)感应起电。
当一个带电体靠近导体时,导体中的自由电子会向_____或远离带电体的地方移动。使导体靠近带电体的一端带_____电荷,远离带电体的一端带_____电荷,这种现象叫作__________。利用静电感应使金属导体带电的过程叫作感应起电。
能量
束缚
电子
多余电子
靠近
异种
同种
静电感应
2.判一判
(1)感应起电实际上是创造了电荷。 ( )
(2)任何起电过程物质内电荷的总量都是不变的。 ( )
(3)不论何种方式的起电,实质都是电荷的转移。 ( )
3.想一想
如图所示,在真空中,把一个绝缘导体向带负电的球P慢慢靠近。
绝缘导体两端的电荷如图所示。
根据以上情景,解释感应起电的实质。
提示:由于电荷间相互吸引或排斥,导体中的自由电荷便会趋向或远离带电体,使导体两端带上等量异种电荷,故感应起电的实质是自由电荷的转移,是从物体的一部分转移到另一部分。
×


探究(一)  对三种起电方式的理解
[问题驱动]
(1)如图所示,取一对用绝缘柱支撑的导体A和B,使它们彼此
接触。起初它们不带电,贴在下部的金属箔片是闭合的。
①把带正电荷的物体C移近导体A,金属箔片有什么变化?
②这时把导体A和B分开,然后移去C,金属箔片又有什么变化?
③再让导体A和B接触,又会看到什么现象?
提示:①C移近导体A,两侧金属箔片都张开;
②两侧金属箔片仍张开,但张角变小;
③导体A、B接触,两侧金属箔片都闭合。
(2)带正电的导体A与不带电的导体B接触,使导体B带上了什么电荷?在这个过程中电荷是如何转移的?
提示:正电荷,在这个过程中,有电子从导体B转移到导体A,导体B中电子数量减少,因此带正电。    
[重难释解]
三种起电方式的比较
方式 摩擦起电 感应起电 接触起电
现象 两物体带上等量异种电荷 导体两端出现等量异种电荷 导体带上与带电体同种的电荷
原因 不同物质原子核对电子的束缚能力不同。束缚能力强的得电子,带负电;束缚能力弱的失电子,带正电 电子在电荷间相互作用下发生转移,近端带异种电荷,远端带同种电荷 在电荷间相互作用下,电子从一个物体转移到另一个物体
实质 电荷在物体之间或物体内部的转移
说明 无论哪种起电方式,发生转移的都是电子,正电荷不会发生转移
[多选] 如图所示,A、B为相互接触的用绝缘支柱支持的金属
导体,起始它们不带电,在它们的下部贴有金属箔片,C是带正电
荷的小球,下列说法中不正确的是 (  )
A.把C移近导体A时,A带负电、B带正电
B.先把C移近导体A,再把A、B分开,然后移去C,则A、B上的金属箔片仍张开
C.先把C移走,再把A、B分开,A上的金属箔片仍张开
D.把C移近导体A,先把A、B分开,再把C移走,然后重新让A、B接触,则A上的金属箔片仍张开,而B上的金属箔片闭合
解析:感应起电是使物体带电的一种方法,根据电荷间的相互作用规律可知,把C移近导体A时,有电子从导体B转移到导体A,所以导体两端的金属箔片都张开,且左端带负电,右端带正电,此时把A和B分开,A带负电,B带正电,金属箔片仍张开,故A、B正确;先把C移走,A、B不再带电,再把A、B分开,A、B上的金属箔片不会张开,故C不正确;先把A、B分开,再把C移走,A、B仍带电,但重新让A、B接触后,A、B上的感应电荷完全中和,A、B上的金属箔片都不会张开,故D错误。
答案:CD 
感应起电的判断方法
(1)当带电体靠近导体时,导体靠近带电体的一端带异种电荷,远离带电体的一端带同种电荷,如图甲所示。
(2)导体接地时,该导体与地球可视为一个导体,而且该导体可视为近端导体,带异种电荷,地球就成为远端导体,带同种电荷,如图乙、丙所示。
说明:用手摸一下导体,再移开手,相当于先把导体接地,然后再与大地断开。
[素养训练]
1.干燥的天气里,在阳光下用塑料梳子梳理干燥的头发,越梳头发越蓬松,主要原因是 (  )
A.头发散失了水分后变得坚硬
B.由于摩擦起电,头发带了同种电荷互相排斥
C.太阳照射和摩擦产生的热使头发膨胀
D.梳子的机械分离作用使各根头发彼此分开
解析:在干燥的天气里,用塑料梳子梳干燥的头发时,头发与塑料梳子摩擦而起电;由于头发带有同种电荷,同种电荷相互排斥,所以越梳越蓬松,B正确。
答案:B 
2. 如图所示,当将带正电荷的球C移近不带电的枕形金属导体时,
枕形金属导体上电荷的移动情况是 (  )
A.枕形金属导体中的正电荷向B端移动,负电荷不移动
B.枕形金属导体中的负电荷向A端移动,正电荷不移动
C.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向B端和A端移动
D.枕形金属导体中的正、负电荷同时分别向A端和B端移动
解析:金属导体中能够移动的自由电荷是电子(负电荷),自由电子的移动导致A、B端带不同的电荷,B正确,A、C、D错误。
答案:B 
3. 如图所示,放在绝缘支架上带正电荷的导体球A,靠近放在绝缘支
架上不带电的导体B,导体B用导线经开关接地,现把S先合上再断
开,再移走A,则导体B (  )
A.不带电 B.带正电荷
C.带负电荷 D.不能确定
解析:根据静电感应现象和电荷间的相互作用,可判断导体B带负电荷,故选项C正确。
答案:C 
探究(二)  电荷守恒定律的理解和应用
[问题驱动]
如图是三种起电的方式。
(1)甲图中为摩擦起电,怎样体现电荷守恒定律?
提示:摩擦过程中,玻璃棒和丝绸之间电荷发生转移,但两者电荷的总量不变。
(2)乙图中为接触起电,怎样体现电荷守恒定律?
提示:带电体和人之间发生电荷转移,电荷的总量不变。
(3)丙图为感应起电,怎样体现电荷守恒定律?
提示:电荷从物体的一端转移到另一端,物体上电荷的总量不变。    
[重难释解]
(1)使物体带电的实质不是创造了电荷,而是物体所带的电荷发生了转移,起电的过程就是物体间或物体内部电荷的重新分布。
(2)电荷的中和并不是指电荷消失,而是指带等量异种电荷的两物体接触时,经过电子的转移,物体达到电中性的过程。
(3)元电荷。
①元电荷是最小的电荷量,而不是实物粒子,元电荷无正、负之分。
②虽然质子、电子的电荷量等于元电荷,但不能说质子、电子是元电荷。
③电子的比荷:电子的电荷量e与电子的质量me之比,叫作电子的比荷。
完全相同的两金属小球A、B带有相同大小的电荷量,相隔一定的距离,让第三个完全相同的不带电金属小球C,先后与A、B接触后移开。
(1)若A、B两球带同种电荷,求接触后A、B两球带电荷量大小之比。
(2)若A、B两球带异种电荷,求接触后A、B两球带电荷量大小之比。
答案:(1)2∶3 (2)2∶1
接触起电时电荷量的分配规律
(1)导体接触起电时电荷量的分配与导体的形状、大小有关。
(2)当两个完全相同的金属球接触后,电荷量将平均分配。
①若两个金属球最初带同种电荷,接触后电荷量相加后均分;
②若两个金属球最初带异种电荷,则接触后电荷量先中和再均分。
[素养训练]
1.甲、乙、丙是三个完全相同的带绝缘支架的金属小球,先让带电荷量为+1.6×10-15 C的甲球与乙球接触,再让乙球与不带电的丙球接触,接触后,丙球所带电荷量为-8×10-16 C,则 (  )
A.接触前乙球带有-3.2×10-15 C电荷
B.接触前乙球带有-4.8×10-15 C电荷
C.接触前乙球不带电
D.接触前乙球带有1.6×10-15 C电荷
2. 如图所示,左边是一个原来不带电的导体,右边C是后来靠近的带正电的导体球,若用绝缘工具沿图示某条虚线将导体切开,导体分为A、B两部分,这两部分所带电荷量的数值分别为QA、QB,则下列结论正确的是 (  )
A.沿虚线d切开,A带负电,B带正电,且QA>QB
B.只有沿虚线b切开,才有A带正电,B带负电,且QA=QB
C.沿虚线a切开,A带正电,B带负电,且QAD.沿任意一条虚线切开,都有A带正电,B带负电,而QA、QB的值与所切的位置有关
解析:导体原来不带电,只是在C所带正电荷的作用下,导体中的自由电子向B部分移动,使B部分电子增多而带负电,A部分电子减少而带正电。根据电荷守恒定律可知,A部分减少的电子数目和B部分增多的电子数目是相同的,因此无论从哪一条虚线切开,两部分的电荷量总是相等的,不过从不同位置切开时,QA、QB的值是变化的,故只有D正确。
答案:D 
探究(三)  验电器的原理和使用
[重难释解]
验电器的两种应用方式及原理
(1)带电体接触验电器:当带电的物体与验电器上面的金属球接触时,有一部分电荷转移到验电器上,与金属球相连的两个金属箔片带上同种电荷,因相互排斥而张开,如图甲所示。
(2)带电体靠近验电器:当带电体靠近验电器的金属球时,带电体会使验电器的金属球感应出异种电荷,而金属箔片上会感应出同种电荷(感应起电),两箔片在斥力作用下张开,如图乙所示。
[多选]如图所示,有一带正电的验电器,当一个金属球A靠近验电
器上的金属小球B时,验电器中金属箔片的张角减小,则 (  )
A.金属球A可能不带电
B.金属球A一定带正电
C.金属球A可能带负电
D.金属球A一定带负电
解析:验电器的金属箔片之所以张开,是因为它们都带有正电荷,而同种电荷相互排斥,张开角度的大小决定于两金属箔片带电荷量的多少。如果A球带负电,靠近验电器的B球时,异种电荷相互吸引,使金属箔片上的正电荷逐渐“上移”,从而使两金属箔片张角减小,选项C正确,B错误。如果A球不带电,在靠近B球时,发生静电感应现象使A球靠近B球的一面出现负的感应电荷;而背向B球的一面出现正的感应电荷;A球上的感应电荷与验电器上的正电荷发生相互作用,由于A球上的负电荷离验电器较近而表现为吸引作用,从而使金属箔片张角减小,选项A正确,D错误。
答案:AC
[素养训练]
如图所示,用起电机使金属球A带上正电荷,并靠近验电器B,则 (  )
A.验电器金箔不张开,因为球A没有和验电器上的金属球接触
B.验电器金箔张开,因为整个验电器都感应出了正电荷
C.验电器金箔张开,因为整个验电器都感应出了负电荷
D.验电器金箔张开,因为验电器的下部箔片感应出了正电荷
解析:当一个带正电荷的金属球A靠近原来不带电的验电器的金属小球时,小球由于静电感应会带上负电荷,金属箔片由于静电感应会带上正电荷,而整个验电器不带电,所以验电器的金属箔片张开的原因是箔片感应出了正电荷,故选项D正确。
答案:D
一、培养创新意识和创新思维
“跳舞的小纸人”[选自鲁科版教材课后习题]
如图所示,在桌上间隔一定距离放两本书,将一块洁净的玻璃板放置于两书之上,使玻璃板离开桌面2~3 cm。用宽0.5 cm的纸条剪出各种姿态的人形小纸片,放在玻璃板下面,然后用一块硬泡沫塑料在玻璃上摩擦,可见小纸人翩翩起舞。
(1)小纸人为什么会翩翩起舞?
(2)如果实验前把“舞区”烤一烤,实验效果会更好。这是为什么?
提示:(1)玻璃板与硬泡沫塑料摩擦后,分别带上等量异种电荷,带电玻璃板能够吸引小纸人,小纸人接触玻璃板后,带上与玻璃板相同性质的电荷而相互排斥,小纸人落下,如此反复,小纸人就翩翩起舞了。
(2)说明在干燥环境中容易摩擦起电,其原因是干燥的空气不会把摩擦后玻璃板上所带的电荷导走。
二、注重学以致用和思维建模
1.(2024·广州期中检测)如图,充气后的气球在头发
上摩擦,再靠近不带电的空易拉罐,在气球未接触易
拉罐的情况下,可观察到易拉罐会朝气球方向滚动,已知e=1.6×10-19 C。下列说法正确的是(  )
A.易拉罐靠近气球一侧的带电性质和气球相同
B.易拉罐远离气球一侧的带电性质和气球相同
C.气球所带电荷量可能是6.6×10-19 C
D.气球对易拉罐远、近两侧的作用力大小相等
答案:B 
解析:根据静电感应,易拉罐靠近气球一侧与气球带异种电荷,远离气球一侧与气球带同种电荷,故A错误,B正确;带电体的电荷量是元电荷的整数倍,而6.6×10-19 C不是1.6×10-19 C的整数倍,故气球所带电荷量不可能是6.6×10-19 C,故C错误;气球对易拉罐远侧为斥力,近侧为吸引力,并且对近侧的力大于对远侧的力,故D错误。
2.[选自人教版教材课后习题]如图所示,将带正电荷Q的导体球C靠近不带电的导体。若沿虚线1将导体分成A、B两部分,这两部分所带电荷量分别为QA、QB;若沿虚线2将导体分成两部分,这两部分所带电荷量分别为QA′和QB′。
(1)请分别说出以上四个部分电荷量的正负,并简述理由。
(2)请列出以上四个部分电荷量(绝对值)之间存在的一些等量关系,并简述理由。
提示:(1)QA、QA′电荷量为正,QB、QB′电荷量为负,因为发生静电感应时,自由电子向B端移动,最后B端带负电,A端带正电。
(2)|QA|=|QB|、|QA′|=|QB′|。根据电荷守恒定律,自由电子发生转移,但导体中电荷的总量不变,故两端电荷量的绝对值相等。