Question

3．极光是由来自太阳的高能量带电粒子流高速冲进高空稀薄大气层时，被地球磁场俘获，从而改变原有运动方向，向两极做螺旋运动，科学家发现并证实，向两极做螺旋运动的这些高能粒子的旋转半径是不断减小的，这主要与下列哪些因素有关（　　）

• A． 洛伦兹力对粒子做负功，使其动能减小
• B． 空气阻力做正功，使其动能减小
• C． 靠近南北两极的磁感应强度增强
• D． 太阳对粒子的引力做负功

Answer 1

分析 地球周围存在磁场，带电粒子在由洛伦兹力提供向心力，列式得到粒子的运动半径与质量及速度成正比，与磁感应强度及电量成反比．

解答 解：A、粒子受到的洛伦兹力始终与速度垂直，所以洛伦兹力不做功．故A错误．
B、粒子在运动过程中受到空气的阻力，空气阻力对粒子做负功，使其动能会减小．故B错误．
C、粒子在运动过程中，南北两极的磁感应强度较强，由洛伦兹力提供向心力，得出的半径公式r=$\frac{mv}{qB}$，可知当粒子半径减小时，可知磁感应强度在增大，故C正确；
D、太阳与地球相距遥远，太阳对粒子的引力很小，可认为粒子半径减小与太阳的引力做功无关，故D错误．
故选：C．

点评 本题就是考查左手定则的应用，掌握好左手定则即可判断粒子的受力的方向．同时利用洛伦兹力提供向心力，推导出运动轨迹的半径公式来定性分析．