Question

極光是由來自宇宙空間的高能帶電粒子流進入地極附近的大氣層后，由于地磁場的作用而產生的．如圖所示，科學家發現并證實，這些高能帶電粒子流向兩極做螺旋運動，旋轉半徑不斷減小．此運動形成的原因是（　　）

• A、洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小
• B、空氣阻力對粒子做負功，使其動能減小
• C、與空氣分子碰撞過程中粒子的帶電量減少
• D、越接近兩極，地磁場的磁感應強度越大

Answer 1

分析：根據地球磁場的分布，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，則得運動半徑與質量及速度成正比，與磁感應強度及電量成反比，即根據半徑公式R=

mv

qB

進行討論．

解答：解：A、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；當帶正電的宇宙射線粒子垂直于地面向赤道射來時，根據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錯誤；
B、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B正確；
C、粒子在運動過程中，若電量減小，由洛倫茲力提供向心力，根據的半徑公式R=

mv

qB

，可知，當電量減小時，半徑是增大．故C錯誤；
D、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，由公式R=

mv

qB

可知，當磁感應強度增加時，半徑是減小，故D正確．
故選：BD．

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．