Question

我國第21次南極科考隊(duì)在南極觀看到了美麗的極光．極光是來自太陽的高能帶電粒子流高速?zèng)_進(jìn)高空稀薄大氣層時(shí)，被地球磁場俘獲，從而改變原有運(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)出各種顏色的光．地磁場的存在，使許多宇宙粒子不能達(dá)到地面而向人煙稀少的兩極地區(qū)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素有關(guān)（　　）

A．可能是洛倫茲力對粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小

B．可能是空氣阻力對粒子做負(fù)功，使其動(dòng)能減小

C．可能是粒子的帶電量減小

D．南北兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度較強(qiáng)

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(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)橄蛭鳎�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，對粒子做負(fù)功，所以其動(dòng)能會減小，故B正確；
C、粒子在運(yùn)動(dòng)過程中，若電量減小，由洛倫茲力提供向心力，得出的半徑公式，可知，當(dāng)電量減小時(shí)，半徑是增大．故C錯(cuò)誤；
D、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)，半徑是減小．故D正確．
故選：BD

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(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．