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(jìn)高空稀薄大氣層時，被地球磁場俘獲，從而改變原有運(yùn)動方向，向兩極做螺旋運(yùn)動，如圖所示．這些高能粒子在運(yùn)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(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，向兩極做螺旋運(yùn)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(guān)？（　�。�
①洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動能減小
②空氣阻力做負(fù)功，使其動能減小
③南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度增強(qiáng)
④太陽對粒子的引力做負(fù)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(yùn)動的方向．在由洛倫茲力提供向心力，則得運(yùn)動半徑與質(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：①、地球的磁場由南向北，當(dāng)帶負(fù)電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時，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(dāng)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(yùn)動過程中可能受到空氣的阻力，對粒子做負(fù)功，所以其動能會減小，故②正確；
③、粒子在運(yùn)動過程中，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，半徑是減小．故③正確；
④、粒子在運(yùn)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(dāng)電量增大時，半徑是減小，與太陽的引力做功無關(guān)．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(diǎn)評：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．同時利用洛倫茲力提供向心力，推導(dǎo)出運(yùn)動軌跡的半徑公式來定性分析．