正确率60.0%我国第$${{2}{1}}$$次南极科考队在南极观看到美丽的极光。极光是由来自太阳的高能带电粒子流与大气分子剧烈碰撞或摩擦,从而激发大气分子发出各种颜色的光。假设科考队员站在南极极点附近,观测到带正电粒子从左向右运动,则粒子受到磁场力方向是()
B
A.向前
B.向后
C.向上
D.向下
首先,根据题目描述,极光是太阳的高能带电粒子与大气分子碰撞产生的现象。题目中给出的是带正电粒子从左向右运动,需要确定其受到磁场力的方向。
步骤如下:
1. **确定地磁场方向**:在南极极点附近,地磁场的方向可以近似为垂直于地面向上(即磁感线从南极指向外太空)。因此,磁场方向 $$ \vec{B} $$ 为垂直向上。
2. **明确粒子运动方向**:题目说明带正电粒子从左向右运动,设向右为 $$ +x $$ 方向,即粒子速度方向 $$ \vec{v} $$ 沿 $$ +x $$ 轴。
3. **应用洛伦兹力公式**:带正电粒子在磁场中受到的洛伦兹力为 $$ \vec{F} = q \vec{v} \times \vec{B} $$,其中 $$ q $$ 为正电荷。
4. **计算叉积方向**:根据右手定则,将右手四指从 $$ \vec{v} $$ 方向($$ +x $$)转向 $$ \vec{B} $$ 方向($$ +z $$),大拇指指向 $$ \vec{F} $$ 的方向。此时,$$ \vec{v} \times \vec{B} $$ 的方向为 $$ -y $$ 轴(即垂直于纸面向内或“向后”)。
5. **考虑电荷符号**:由于粒子带正电($$ q > 0 $$),力的方向与 $$ \vec{v} \times \vec{B} $$ 方向一致,即向后。
因此,粒子受到的磁场力方向是向后,对应选项 B。