當(dāng)電荷進(jìn)入電場(chǎng)和磁場(chǎng)中時(shí)，它將受到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的作用，這樣就可以用一定的電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。這在科學(xué)技術(shù)上有很廣泛的應(yīng)用，很多電子儀器，特別是電子光學(xué)儀器，都是利用電場(chǎng)和磁場(chǎng)來(lái)控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng)。
1、帶電粒子的初速度與垂直
一電量為的粒子以初速度射入磁場(chǎng)中，與垂直。所受洛侖茲力的方向與方向相同。由于，所以是法向力，它只改變速度的方向，不改變速度的大小。帶電粒子所受洛侖茲力的大小為
它是一個(gè)大小不變的法向力。在它的作用下，帶電粒子在與垂直的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。粒子是沿順時(shí)針?lè)较蜻€是沿逆時(shí)針?lè)较蚶@行，取決于粒子帶的是正電還是負(fù)電。
⑴ 回轉(zhuǎn)半徑
帶電粒子作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑叫回轉(zhuǎn)半徑。根據(jù)牛頓第二定律，帶電粒子作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力為
這里的向心力就是洛侖茲力，即
所以，回轉(zhuǎn)半徑為
對(duì)于一定的帶電粒子，是一定的，如果也確定，則。只要入射時(shí)的初速度一定，粒子作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑就確定了。初速度越大，回轉(zhuǎn)半徑越大。
⑵ 回轉(zhuǎn)周期
帶電粒子繞行一周所用的時(shí)間叫回轉(zhuǎn)周期。因?yàn)閹щ娏Ｗ永@行一周走過(guò)的路程為2πr，繞行的速率為，所以回轉(zhuǎn)周期為
可見(jiàn)，回轉(zhuǎn)周期與無(wú)關(guān)，只決定于。這說(shuō)明雖然速率大的帶電粒子回轉(zhuǎn)半徑大，速率小的帶電粒子回轉(zhuǎn)半徑小，但它們各自繞行一周所用的時(shí)間相同。
⑶ 回轉(zhuǎn)頻率
帶電粒子在單位時(shí)間內(nèi)繞圓周轉(zhuǎn)動(dòng)的圈數(shù)叫回轉(zhuǎn)頻率。它是回轉(zhuǎn)周期的倒數(shù)，即
2、帶電粒子的初速度與成任意角度
一電量為的粒子以初速度射入磁場(chǎng)中，與成任意角度。這時(shí)的處理方法與在力學(xué)中分析拋體運(yùn)動(dòng)類似。將粒子的初速度分解為平行于和垂直于的兩個(gè)分量。設(shè)平行于和垂直于的兩個(gè)速度分量分別為和。
在平行于的方向上，有
該方向上帶電粒子不受洛侖茲力作用，因而作勻速直線運(yùn)動(dòng)。
在垂直于的方向上，有
這個(gè)方向上帶電粒子受洛侖茲力作用，因而在垂直于的平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。將這兩個(gè)方向上的運(yùn)動(dòng)合成，得知帶電粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡是螺旋線。螺旋線上相鄰兩個(gè)圓周的對(duì)應(yīng)點(diǎn)之間的距離成為螺距，用表示。則
綜上所述，在一般情況下（與成任意角度），帶電粒子在均勻磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡是以磁感應(yīng)線為軸線的螺旋線。根據(jù)這個(gè)原理，可以利用磁場(chǎng)把電子束聚焦，這種磁聚焦現(xiàn)象可以用來(lái)制做電子顯微鏡等電子光學(xué)器件。