带电粒子在磁场中的受力大小

带电粒子在磁场中受力大小由三个因素决定：粒子电荷量、粒子速度和磁感应强度。公式 F = qvBsinθ 直接计算这个力，其中θ是速度与磁场方向的夹角。电荷量越大，受力越大；速度越快，受力越大；磁场越强，受力越大。当粒子垂直于磁场运动时，受力达到最大值；当粒子平行于磁场运动时，受力为零。实验室中，电子束在均匀磁场中会做圆周运动，圆周半径与粒子动量成正比，与磁场强度和电荷量成反比。

实际应用中，回旋加速器利用这一原理加速带电粒子。粒子在两个半圆形电极间交替加速，同时被垂直磁场约束做圆周运动。随着粒子速度增加，圆周半径逐渐增大，但回旋频率保持不变。医院里的核磁共振成像设备同样依赖这一现象，氢原子核在强磁场中进动，产生可检测的信号。地球磁场捕获的带电粒子形成范艾伦辐射带，保护地球免受高能粒子直接冲击。