电磁学理论彻底改变了人类对宇宙的认识和人类的生活。我们生活中常见的力除了引力就是电磁力,通常所说的弹力、摩擦力本质上都是电磁力。
按照毕奥萨伐尔定律,一小段通电导线产生的磁场,如图甲,在与之垂直的方向上距离\(r\)处的\(P\)点,磁感强度为\(B= \dfrac {μ_{0}Il}{4\pi r^{2}}\),式中\(I\)为导线中的电流强度,\(l\)为该小段导线的长度,\(μ_{0}\)称作真空磁导率,是一个常量。
\((1)\)一个电量为\(q_{1}\)的带正电粒子,以平行于导线方向的速度\(v_{1}\)通过\(p\)点时求粒子受到的洛伦兹力大小
\((2)\)简要说明在分析\(q_{1}\)受力时为什么不考虑导线中的电荷对粒子的库仑力
\((3)\)运动电荷产生的磁场,与一小段导线类似,也可以用毕奥萨伐尔定律进行分析。若把导线换成电量为\(q_{2}\)带正电的粒子,速度为\(v_{2}\)方向与\(v_{1}\)相同,如图乙,则它们之间既有电场力又有磁场力。
\(a.\)指出两电荷间洛伦兹力方向相斥还是相吸
\(b.\)在研究阴极射线\((\)电子束\()\)时,人们发现阴极射线总是发散的,请根据计算说明其中原因。已知真空磁导率\(μ_{0}=4π×10^{-7}Tm/A\),静电力常量\(k=9×10^{9}Nm^{2}/C^{2}\)。