Question

（2006?邵陽(yáng)模擬）我國(guó)第21次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光．極光是由來自太陽(yáng)的高能量帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)高空稀薄大氣層時(shí)，被地球磁場(chǎng)俘獲，從而改變?cè)�有運(yùn)動(dòng)方向，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)，如圖所示．這些高能粒子在運(yùn)動(dòng)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(chǎng)的存在，使多數(shù)宇宙粒子不能達(dá)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(xué)家發(fā)現(xiàn)并證實(shí)，向兩極做螺旋運(yùn)動(dòng)的這些高能粒子的旋轉(zhuǎn)半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因有關(guān)（　�。�

A．洛倫茲力對(duì)粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小

B．空氣阻力做負(fù)功，使其動(dòng)能減小

C．南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)

D．太陽(yáng)對(duì)粒子的引力做負(fù)功

Answer 1

分析：根據(jù)地球磁場(chǎng)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(yùn)動(dòng)的方向．在由洛倫茲力提供向心力，則得運(yùn)動(dòng)半徑與質(zhì)量及速度成正比，與磁感應(yīng)強(qiáng)度及電量成反比．

解答：解：A、地球的磁場(chǎng)由南向北，當(dāng)帶負(fù)電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時(shí)，根據(jù)左手定則可以判斷粒子的受力的方向?yàn)橄蛭�，所以粒子將向西偏轉(zhuǎn)；當(dāng)帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時(shí)，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A錯(cuò)誤；
B、粒子在運(yùn)動(dòng)過程中可能受到空氣的阻力，對(duì)粒子做負(fù)功，所以其動(dòng)能會(huì)減小，故B正確；
C、粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)，由洛倫茲力提供向心力，得出的半徑公式，可知，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度增加時(shí)，半徑是減�。�故C正確；
D、粒子在運(yùn)動(dòng)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(dāng)電量增大時(shí)，半徑是減小，與太陽(yáng)的引力做功無關(guān)．故D錯(cuò)誤．
故選：BC

點(diǎn)評(píng)：本題就是考查左手定則的應(yīng)用，掌握好左手定則即可判斷粒子的受力的方向．同時(shí)利用洛倫茲力提供向心力，推導(dǎo)出運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑公式來定性分析．