EJU 2002 年第 1 回 物理 第 19 题

题目要求找“不适当”的描述，并明确保持电荷量 $Q$ 不变。插入厚度 $d$ 的导体后，有效有场距离从 $d_0$ 变为 $d_0-d$，电容由 $C_0=\varepsilon_0S/d_0$ 增加为 $C^{\prime}=\varepsilon_0S/(d_0-d)$。 固定电荷时，储能应写成 $U=Q^2/(2C)$。电容增大而分子不变，因此能量减少，而不是增加。直接代入还可得 $U^{\prime}=Q^2(d_0-d)/(2\varepsilon_0S)<U_0$。 其余描述可分别核实：导体上下两个真空间隙的电势降相加，等效为两个电容串联；电容确实增大；电荷量不变是题设约束。感应电荷在导体两面重新分布，并不意味着外极板的固定Q变成可自由增加的量。 不要直接看 $U=CV^2/2$ 就说电容增大能量增大，因为那样还隐含电势差不变。本题电势差会随电容增大而减小，必须使用固定Q的约束一起判断。

固定电荷指每块外极板上电荷量的大小保持Q，并非说导体两面的感应电荷完全不重新分布。电荷分布和整体约束可以同时存在，不能用“发生感应”去否定题设Q不变。