带电粒子在磁场中的运动，关键在于洛伦兹力。洛伦兹力大小由​F=qvBsinθ决定，方向用左手定则判断，它始终垂直于速度和磁场方向构成的平面。​且周期与速度、半径无关；速度与磁场成任意夹角时，粒子的运动是沿磁场方向的匀速直线运动和垂直磁场平面内匀速圆周运动的合运动，呈螺旋线轨迹。​这些规律在实际中有广泛应用。比如质谱仪，利用带电粒子在磁场中圆周运动半径与质量有关的特性，测定粒子质量、分析同位素；回旋加速器则借助粒子圆周运动周期不变，结合电场加速，让粒子获得高能，用于科研和医疗等领域。​回旋加速器是利用带电粒子在磁场中做圆周运动的特性，结合电场对带电粒子的加速作用，使带电粒子获得高能的装置。在回旋加速器中，两个半圆形的金属盒（D 形盒）之间存在交变电场，D 形盒处于均匀磁场中。带电粒子在 D 形盒内受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，每当粒子运动到 D 形盒间隙时，交变电场会适时改变方向，对粒子进行加速。由于粒子做圆周运动的周期​与速度无关，所以粒子每次经过间隙时，电场的方向都能保证对粒子进行加速，使粒子的速度不断增大，动能不断提高，最终获得较高能量的粒子束，用于核物理研究、医学放疗等领域。