问题详情：
“顿牟掇芥”是两千多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，经摩擦后带电的琥珀能吸起小物体，现用下述模型分析研究。在某处固定一个电荷量为Q的点电荷，在其正下方h处有一个原子。在点电荷产生的电场（场强为E）作用下，原子的负电荷中心与正电荷中心会分开很小的距离l，形成电偶极子。描述电偶极子特征的物理量称为电偶极矩p，
，这里q为原子核的电荷量。实验显示，
，
为原子的极化系数，反映其极化的难易程度。被极化的原子与点电荷之间产生作用力F。在一定条件下，原子会被点电荷“掇”上去。
(1)F是吸引力还是排斥力？简要说明理由；
(2)若将固定点电荷的电荷量增加一倍，力F如何变化，即求
的值；
(3)若原子与点电荷间的距离减小一半，力F如何变化，即求
的值。
【回答】
(1)吸引力，(2)4，(3)32。
【详解】
(1)F为吸引力。理由：当原子极化时，与Q异种的电荷移向Q，而与Q同种的电荷被排斥而远离Q，这样异种电荷之间的吸引力大于同种电荷的排斥力，总的效果是吸引；
(2)设电荷Q带正电（如图所示）：
电荷Q与分离开距离l的一对异*电荷间的总作用力为：
式中：
为原子极化形成的电偶极矩，负号表示吸引力，由于
，故：
又已知：
而电荷Q在离它h处的原子所在位置产生的电场场强大小为：
于是，电荷Q与极化原子之间的作用力为：
它正比于固定电荷的平方，反比于距离的五次方，因此不管电荷Q的符号如何，它均产生吸引力。当固定点电荷的电荷量增加一倍时，力F变为原来的4倍，即：
；
(3)当原子与点电荷间的距离减小一半时，力F变为原来的32倍，即：
。
知识点：电场 电场强度
题型：解答题
