带电粒子在磁场中的运动基本思路

带电粒子进入磁场后会受到洛伦兹力作用，运动轨迹呈现圆形或螺旋形。粒子速度与磁场垂直时，圆周运动半径由公式r=mv/(qB)决定，m是粒子质量，v是速度，q是电荷量，B是磁感应强度。粒子速度与磁场平行时，不受洛伦兹力，保持直线运动。速度与磁场成角度时，粒子做螺旋运动，螺旋半径由垂直分量决定，螺距由平行分量决定。实际应用中，粒子加速器、质谱仪都利用这一原理控制带电粒子路径。

磁场对带电粒子的作用力始终垂直于粒子运动方向，不做功，只改变运动方向不改变动能。地球磁场捕获的太阳风粒子形成范艾伦辐射带，极地出现的绚丽极光也是带电粒子在磁场中运动的结果。回旋加速器利用交变电场与固定磁场配合，使粒子每次经过电场都获得能量增量，最终达到高能状态。核磁共振成像技术利用氢原子核在磁场中的进动特性，通过检测电磁信号获取人体内部结构信息。