問題詳情：
“頓牟綴芥”是兩幹多年前我國古人對摩擦起電現象的觀察記錄，“頓牟綴芥”是指經摩擦後的帶電琥珀能吸起小物體。我們可以將其簡化爲下述模型分析探究。
在某處固定一個電荷量爲Q的點電荷，在其正下方h處有一個原子。在點電荷產生的電場(場強爲E)作用下，原子的負電荷中心與正電荷中心會分開很小的距離l，形成電偶極子。描述電偶極子特徵的物理量稱爲電偶極矩p，p=ql，這裏q爲原子核的電荷。實驗顯示，p=αE，α爲原子的極化係數，是與原子本身特*有關的物理量，反映原子被極化的難易程度。被極化的原子與點電荷之間產生作用力F。在一定條件下，原子會被點電荷“綴”上去。
(1)判斷F是吸引力還是排斥力?簡要說明理由；
(2)若固定點電荷的電荷量增加一倍，力F如何變化？
(3)若原子與點電荷間的距離減小爲原來的一半，力F如何變化？
【回答】
解析：（1）F爲吸引力。理由：當原子極化時,，與Q異*的電荷在庫侖力作用下移向Q，而與Q同*的電荷在庫侖力作用下遠離Q，這樣異*電荷之間的吸引力大於同*電荷之間的排斥力，總的效果表現爲F是吸引力。
（2）電荷Q與分離開距離l的一對異*電荷之間的總作用力爲：
F=k- k
考慮到l<<h，化簡得：F=kqQ（-）=2 kQql/h3.
利用p=ql，可得F=2 kQp/h3.
根據點電荷電場強度公式，若固定點電荷的電荷量增加一倍，即Q增大爲2Q，被極化的原子處的電場強度E增大到原來的2倍。由p=αE可知電偶極矩p增大到原來的2倍。
由F=2 kQp/h3.可知作用力F增大到原來的4倍。
(3) 根據點電荷電場強度公式，若原子與點電荷間的距離減小爲原來的一半，即h減小爲原來的一半，被極化的原子處的電場強度E增大到原來的4倍。由p=αE可知電偶極矩p增大到原來的4倍。
由F=2 kQp/h3.可知作用力F增大到原來的32倍。
【點評】此題以頓牟綴芥切入，電偶極矩等中學物理沒有涉及到的知識，但是題述給出了相關說明。解答時要正確運用數學知識和近似計算。
知識點：專題六 電場和磁場
題型：綜合題
