Question

【題目】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4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大氣分子或原子，使其發出有一定特征的各種顏色的光．地磁場的存在，使多數宇宙粒子不能到達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．科學家發現并證實，向兩極做螺旋運動的這些高能粒子的旋轉半徑是不斷減小的，這主要與下列哪些因素有關（　　）

A. 洛倫茲力對粒子做負功，使其動能減小

B. 空氣阻力做負功，使其動能減小

C. 靠近南北兩極，磁感應強度增強

D. 以上說法都不對

Answer 1

【答案】BC

【解析】

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．

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；粒子在運動過程中可能受到空氣的阻力，阻力方向與運動方向相反；故對粒子做負功，所以其動能會減小，故B正確；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；則說明粒子在靠近南北極運動過程中，南北兩極的磁感應強度增強。故C正確；D錯誤；故選BC。