带电粒子在磁场中的运动一轮复习

带电粒子在磁场中做圆周运动，洛伦兹力提供向心力。半径公式r=mv/qB，周期T=2πm/qB，与速度无关。电子垂直进入磁场形成圆形轨迹，半径随速度增大而增大。质子在回旋加速器中被多次加速，每半圈电场方向改变一次。粒子速度越大，轨道半径越大，但周期保持不变。磁场中粒子运动轨迹由初速度方向和磁场方向共同决定，平行时直线运动，垂直时圆周运动，斜交时螺旋运动。

粒子在复合场中运动需考虑电场力和洛伦兹力的合力。速度选择器中，电场与磁场垂直，只有特定速度的粒子能直线通过。质谱仪利用不同荷质比的粒子在磁场中偏转半径不同进行分离。磁流体发电机中，等离子体在磁场中运动产生电动势。粒子在磁场中运动时，动能守恒，洛伦兹力不做功。回旋频率f=qB/2πm，与粒子质量和电荷量有关，与速度无关。