Question

（2005?衡陽模擬）我國第21次南極科考隊在南極觀看到了美麗的極光．極光是由來自太陽的高能量帶電粒子流高速沖進高空稀薄大氣層時，被地球磁場俘獲，從而改變原有運動方向，向兩極做螺旋運動，如圖所示．這些高能粒子在運動過程中與大氣分子或原子劇烈碰撞或摩擦從而激發(fā)大氣分子或原子，使其發(fā)出有一定特征的各種顏色的光．地磁場的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達到地面而向人煙稀少的兩極偏移，為地球生命的誕生和維持提供了天然的屏障．科學家發(fā)現(xiàn)并證實，向兩極做螺旋運動的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不減小的，這主要與下列哪些因有關？（　�。�
①洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小
②空氣阻力做負功，使其動能減小
③南北兩極的磁感應強度增強
④太陽對粒子的引力做負功．

A．①②

B．②③

C．③④

D．①④

Answer 1

分析：根據(jù)地球磁場的分布，由左手定則可以判斷粒子的受力的方向，從而可以判斷粒子的運動的方向．在由洛倫茲力提供向心力，則得運動半徑與質(zhì)量及速度成正比，與磁感應強度及電量成反比．

解答：解：①、地球的磁場由南向北，當帶負電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向為向西，所以粒子將向西偏轉(zhuǎn)；當帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向，粒子受到的洛倫茲力始終與速度垂直，所以洛倫茲力不做功，故①錯誤；
②、粒子在運動過程中可能受到空氣的阻力，對粒子做負功，所以其動能會減小，故②正確；
③、粒子在運動過程中，南北兩極的磁感應強度較強，由洛倫茲力提供向心力，得出的半徑公式，可知，當磁感應強度增加時，半徑是減小．故③正確；
④、粒子在運動過程中，若電量增大，由洛倫茲力提供向心力，得出的半徑公式，可知，當電量增大時，半徑是減小，與太陽的引力做功無關．故④錯誤．
四種說法中②③是正確的，所以選項B正確．
故選：B

點評：本題就是考查左手定則的應用，掌握好左手定則即可判斷粒子的受力的方向．同時利用洛倫茲力提供向心力，推導出運動軌跡的半徑公式來定性分析．