2009-2013自主招生物理试题分类详解---六静电场
2009-2013自主招生物理试题分类详解,答案已修正,力争无误
2013——2009五年高校自主招生试题物理精选分类解析
六．静电场
一. 2013年
1、(20分) (2013年华约自主招生) “顿牟缀芥”是两干多年前我国古人对摩擦起电现象的观察记录，“顿牟缀芥”是指经摩擦后的带电琥珀能吸起小物体。我们可以将其简化为下述模型分析探究。
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，p=ql，这里q为原子核的电荷。实验显示，p=αE，α为原子的极化系数，是与原子本身特性有关的物理量，反映原子被极化的难易程度。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“缀”上去。
(1)判断F是吸引力还是排斥力?简要说明理由；
(2)若固定点电荷的电荷量增加一倍，力F如何变化？
(3)若原子与点电荷间的距离减小为原来的一半，力F如何变化？
解析：（1）F为吸引力。理由：当原子极化时,，与Q异性的电荷在库仑力作用下移向Q，而与Q同性的电荷在库仑力作用下远离Q，这样异性电荷之间的吸引力大于同性电荷之间的排斥力，总的效果表现为F是吸引力。
（2）电荷Q与分离开距离l的一对异性电荷之间的总作用力为： Qq
l h 2 2F=k- kQql h 2 2
考虑到l<<h，化简得：F=kqQ（
利用p=ql，可得F=2 kQp/h3. 113-）=2 kQql/h. 22h hlh hl
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