對磁現(xiàn)象的研究可以從宏觀和微觀兩個(gè)方面進(jìn)行。

（1）將一小段電流元Il₁垂直于磁場方向放入磁場，受到磁場力大小為F，據(jù)此定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

F

IL

F

IL

；一個(gè)帶電荷量為q的電荷以垂直于磁場方向的速度v運(yùn)動(dòng)，受到磁場力大小為f,據(jù)此定義磁感應(yīng)強(qiáng)度B=

f

qv

f

qv

。
（2）用洛倫茲力演示儀觀察電子在磁場中的運(yùn)動(dòng)徑跡。如圖1是洛倫（前后各一個(gè)）茲力演示儀的結(jié)構(gòu)示意圖。請判斷下列分析是否正確。
①圖中電子槍向左發(fā)射電子，形成圖中的電子徑跡，勵(lì)磁線圈應(yīng)通以順時(shí)針方向的電流；

正確

正確

②僅增大勵(lì)磁線圈中的電流，電子束徑跡的半徑變大；

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

③僅使電子槍加速電壓增加到原來的2倍，電子束徑跡的半徑將增加到原來的2倍。

錯(cuò)誤

錯(cuò)誤

（3）如圖所示，寬為L、電阻不計(jì)光滑導(dǎo)軌與水平面成α角，質(zhì)量為m、長為L、電阻為R的金屬桿水平放置在導(dǎo)軌上，已知電源的電動(dòng)勢為E，內(nèi)阻為r,空間存在著勻強(qiáng)磁場，調(diào)節(jié)電阻箱R′接入電路的阻值使回路總電流為I₁時(shí)，此時(shí)金屬桿恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，重力加速度為g,求：
①磁感應(yīng)強(qiáng)度B至少有多大？此時(shí)方向如何？畫出此時(shí)金屬桿的受力分析示意圖。
②若保持B的大小不變而將B的方向改為豎直向上，變阻器接入電路的阻值R′調(diào)到多大仍能使金屬桿保持靜止？
③要使電阻箱R′上消耗的功率最大，電阻箱的電阻R′應(yīng)為多大，此時(shí)電阻箱R′消耗的功率為多少？