解答题 较难0.4 引用17 组卷6544
2018年，人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生，这种引擎不需要燃料，也无污染物排放．引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极
、
之间的匀强电场（初速度忽略不计），、间电压为
，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力．单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为
，电荷量为
，其中
是正整数，
是元电荷．
（1）若引擎获得的推力为
，求单位时间内飘入、间的正离子数目
为多少；
（2）加速正离子束所消耗的功率
不同时，引擎获得的推力
也不同，试推导
的表达式；
（3）为提高能量的转换效率，要使尽量大，请提出增大的三条建议．
、之间的匀强电场（初速度忽略不计），、间电压为，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力．单位时间内飘入的正离子数目为定值，离子质量为，电荷量为，其中是正整数，是元电荷．（1）若引擎获得的推力为
，求单位时间内飘入、间的正离子数目为多少；（2）加速正离子束所消耗的功率
不同时，引擎获得的推力也不同，试推导的表达式；（3）为提高能量的转换效率，要使
尽量大，请提出增大的三条建议．2019·天津·高考真题
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，运行速度
，在极短的时间内喷射燃气的质量是
，同时火箭获得加速，速度大小变为
，求燃气喷射速度u的大小；
之间的匀强电场（初速度忽略不计），
2022年4月15日哈佛-史密森天体物理学中心的科学家乔纳森·麦克道维尔推文表明：莫尼亚轨道上第一次出现中国卫星，该卫星曾在2021年工况异常。尽管乔纳森的描述中没有提及该卫星使用了何种引擎，但从轨道提升的描述来判断，几乎可以肯定是属于离子电推引擎，这是利用电场将处在等离子状态的“工质”加速后向后喷出而获得前进动力的一种发动机。这种引擎不需要燃料，也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示，进入电离室的气体被电离成正离子，而后飘入电极A、B之间的匀强电场（离子初速度忽略不计），A、B间电压为U，使正离子加速形成离子束，在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目N为定值，离子质量为m，电荷量为ne（其中n是正整数，e是元电荷），加速正离子束所消耗的功率为P，引擎获得的推力为F，下列说法正确的是（ ）
A．引擎获得的推力 |
B．引擎获得的推力 |
| C．为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用质量大的离子 |
| D．为提高能量的转换效率，要使尽量大，可以用带电量大的离子 |
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