航天器离于发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化 (即电离出正离...

离子发动机是利用电能加速工质（工作介质）形成高速射流而产生推力的航天器发动机。其原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化（即电离出正离子），正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。这种发动机寿命长，适用于航天器的姿态控制、位置保持等。已知单个离子的质量为m，电荷量为q，正、负极栅板间加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对卫星质量的影响。求：

(1)离子经电场加速后，从端口喷出时的速度大小v0；

(2)该发动机产生的平均推力大小F。

(3)假设航天器的总质量为M，正在以速度V1沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成θ角，如图所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度V1的方向进行推进，且推进器工作时间极短，为了使飞船回到预定的飞行方向，离子推进器喷射出的粒子数N为多少？

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航天器离于发动机原理如图所示，首先电子枪发射出的高速电子将中性推进剂离子化 (即电离出正离子)，正离子被正、负极栅板间的电场加速后从喷口喷出，从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。已知单个正离子的质量为m,电荷量为q,正、负极栅板间加速电压为U,从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略离子间的相互作用力，忽略离子喷射对卫星质量的影响。该发动机产生的平均推力F的大小为

A. 　　 B. 　　 C. 　　 D.

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静电火箭推力器是利用电能加速工作介质，形成高速射流，而产生推力的火箭发动机。图1为其工作过程简化图：首先电子枪发射出的高速电子将电离区的中性推进剂离子化（即电离出正离子），正离子被聚焦加速区的电场加速后从喷口喷出，从而使飞船获得推进或姿态调整的反冲动力。这种发动机寿命长，适用于航天器的姿态控制、位置保持和星际航行等。设每个离子的质量为m，电荷量为q，加速电压为U，从喷口喷出的正离子所形成的电流为I。忽略电离区形成离子的初速度及离子间的相互作用力。求：

（1）离子经电场加速后，从喷射口喷出时的速度大小v0；

（2）该发动机产生的平均推力大小F。

（3）假设航天器的总质量为M，正在以速度V1沿MP方向运动，已知现在的运动方向与预定方向MN成θ角，如图2所示。为了使飞船回到预定的飞行方向MN，飞船启用推进器进行调整。如果沿垂直于飞船速度V1的方向进行推进，且推进器工作时间极短，忽略离子喷射对卫星质量的影响，离子推进器喷射出的粒子数N为多少？

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离子发动机是利用电场加速离子形成高速离子流而产生推力的航天发动机。工作时将推进剂离子化，使之带电，然后在静电场作用下推进剂得到加速后喷出，从而产生推力。这种发动机适用于航天器的姿态控制、位置保持等。设航天器质量M，单个离子质量m，带电量q，加速电场的电压为U，高速离子形成的等效电流强度为I。试求该发动机产生的推力。

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（2013•长沙一模）处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香．转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升．关于这个现象，下列说法中正确的是（　 ）

A.烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上

B.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小

C.同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大

D.同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大

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空气分子处于强电场中会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘．如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板和缝被针分别与高压电源的正、负极连接，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。闭合电源开关，升腾的烟雾会偏离缝被针而偏向铝板被吸附;断开电源开关，蚊香的烟雾又会袅袅上升。假设偏转的烟雾微粒带电量不变，不计重力和阻力影响，关于这个现象，下列说法中正确的有

A．同一烟尘微粒偏向铝板过程中离铝板越近速度越小

B．同一烟尘微粒偏向铝板过程中离铝板越近速度越大

C．同一烟尘微粒偏向铝板过程中离铝板越近产生的加速度越大

D．对调铝板和缝被针与高压电源连接电极，则烟雾将偏向缝被针

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处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是               （       ）

（A）烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上

（B）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小

（C）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大

（D）同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大

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处于强电场中的空气分子会被电离为电子和正离子，利用此原理可以进行静电除尘。如图所示，是一个用来研究静电除尘的实验装置，铝板与手摇起电机的正极相连，缝被针与手摇起电机的负极相连，在铝板和缝被针中间放置点燃的蚊香。转动手摇起电机，蚊香放出的烟雾会被电极吸附，停止转动手摇起电机，蚊香的烟雾又会袅袅上升。关于这个现象，下列说法中正确的是

（A）烟尘因为带正电而被吸附到缝被针上

（B）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越小

（C）同一烟尘颗粒在被吸附过程中离铝板越近速度越大

（D）同一烟尘颗粒在被吸附过程中如果带电量不变，离铝板越近则加速度越大

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宇宙飞船进行长距离星际运行时，不能再用化学燃料，可采用一种新型发动机——离子发动机，在离子发动机中，由电极发射的电子射入稀有气体（如氙气），使其离子化，然后从静止开始经电场加速后，从飞船尾部高速连续喷出，利用反冲使飞船本身得到加速。如图14所示的离子推进器，推进剂从图中P处注入，在A处电离出正离子，BC之间加有恒定电压U，正离子进入B的速度忽略不计。

（1）经加速后形成等效电流为i的离子束喷出，且单位时间喷出的离子质量为j，已知推进器发射的功率为P，飞行器的质量为M，为研究问题方便，假定离子推进器在太空中飞行时不受其他外力，忽略推进器运动速度。求：

（i）喷出的正离子的比荷。

（ii）射出离子后飞行器开始运动的加速度。由于推进器持续喷出正离子束后会使带有负电荷的电子留在其中，由于库仑力的作用会严重阻碍正离子的喷出，为使离子推进器正常运行，必须在出口D处向正离子束注入什么电荷，才能使推进器获得持续推力。

（2）离子推进器是新一代航天动力装置，也可用于飞船姿态调整和轨道修正，假设总质量为M的卫星，正在以速度V沿OP方向运动，与x轴成60°，如图15所示。已知离子的质量为m，电荷量为q，为了使飞船尽快回到预定的飞行方向-Y，单位时间内离子推进器应向那个方向喷射出的粒子数最少？最少为多少？

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