洛伦兹力永不做功、只改变方向不改变速度大小，这条性质是解题「定心丸」；圆周运动的半径周期公式与找圆心的几何方法，是磁场压轴题的核心技能。
洛伦兹力
- 大小：F = qvB（速度垂直磁场时）；速度平行磁场时 F = 0
- 方向：左手定则——磁感线穿掌心，四指指正电荷运动方向（负电荷取反方向），拇指指洛伦兹力
- 核心性质：洛伦兹力始终垂直于速度方向，只改变速度方向不做功，动能保持不变
- 与电场力对比：电场力与速度无关、可以做功；洛伦兹力与速度有关、永不作功
带电粒子在匀强磁场中的圆周运动
| 物理量 | 公式 | 说明 |
|---|---|---|
| 半径 | r = mv/(qB) | 速度大、荷质比大则半径大 |
| 周期 | T = 2πm/(qB) | 与速度、半径无关——回旋加速器的原理基础 |
| 找圆心 | 过入射点作速度垂线，过出射点作速度垂线，交点即圆心 | 或用弦的垂直平分线 |
| 运动时间 | t = (θ/2π)T，θ 为圆心角（偏转角） | 先求圆心角再求时间最快 |
三种典型装置
- 质谱仪：速度选择器选出同速粒子，偏转磁场按荷质比分离开，测同位素质量
- 速度选择器：电场力与洛伦兹力平衡，qE = qvB，只有 v = E/B 的粒子直线通过
- 回旋加速器：交变电压的周期等于粒子回旋周期；粒子最终能量由 D 形盒半径决定，与加速电压无关
辨析：电偏转 vs 磁偏转
电场偏转是类平抛：侧移与速度平方成反比，速度越大偏得越小；磁场偏转是匀速圆周：半径与速度成正比，速度越大转的圈越大。考题给「速度加倍」问偏转变化：电偏转变小到四分之一，磁偏转半径变大到两倍。判断口诀：电场里看「弯多少」，磁场里看「转多大圈」。