5. “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。