问题
选择题
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,向两极做螺旋运动而形成的.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,其原因有下列几种可能:
①洛伦兹力对粒子做负功,使其动能减小
②空气阻力做负功,使其动能减小
③南、北两极的磁感应强度增强
④太阳对粒子的引力做负功
其中正确的是( )
A.①②
B.②③
C.②④
D.③④
答案
①、地球的磁场由南向北,当带负电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向为向西,所以粒子将向西偏转;当带正电的宇宙射线粒子垂直于地面向赤道射来时,根据左手定则可以判断粒子的受力的方向,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①错误;
②、粒子在运动过程中可能受到空气的阻力,对粒子做负功,所以其动能会减小,故②正确;
③、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,可知,当磁感应强度增加时,半径是减小.故③正确;
④、粒子在运动过程中,若电量增大,由洛伦兹力提供向心力,得出的半径公式,可知,当电量增大时,半径是减小,与太阳的引力做功无关.故④错误.
四种说法中②③是正确的,所以选项B正确.
故选:B