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题型:综合题 题类:常考题 难易度:普通

北京市海淀区2021届高三上学期物理期末练习试卷

卫星在一定高度绕地心做圆周运动时,由于极其微弱的阻力等因素的影响,在若干年的运行时间中,卫星高度会发生变化(可达15km之多),利用离子推进器可以对卫星进行轨道高度、姿态的调整。图是离子推进器的原理示意图:将稀有气体从O端注入,在A处电离为带正电的离子,带正电的离子飘入电极B、C之间的匀强加速电场(不计带正电的离子飘入加速电场时的速度),加速后形成正离子束,以很高的速度沿同一方向从C处喷出舱室,由此对卫星产生推力。D处为一个可以喷射电子的装置,将在电离过程中产生的电子持续注入由C处喷出的正离子束中,恰好可以全部中和带正电的离子。

(1)、在对该离子推进器做地面静态测试时,若BC间的加速电压为U,正离子被加速后由C处喷出时形成的等效电流大小为I,产生的推力大小为F。已知每个正离子的质量为m。

①试分析说明要在正离子出口D处注入电子的原因;

②求离子推进器单位时间内喷出的正离子数目N;

(2)、若定义比推力f为单位时间内消耗单位质量的推进剂所产生的推力,是衡量推进器性能的重要参数,请你指出一种增加离子推进器比推力的方案。(电子的质量可忽略不计,推进剂的总质量可视为正离子的总质量)
举一反三
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