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【题目】离子推进器是新一代航天动力装置,可用于卫星姿态控制和轨道修正。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,正离子进入B时的速度忽略不计,经加速后形成电流为I的离子束后从出口D处喷出。已知推进器获得的推力为F,单位时间内喷出的离子质量为J。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。试求:加在BC间的电压U

【答案】

【解析】设一个正离子的质量为m,电荷量为q,加速后的速度为v,根据动能定理,有

设离子推进器在Δt时间内喷出质最为ΔM的正离子,并以其为研究对象,推进器对ΔM的作用力为F′,由动量定理,有

……

由牛顿第三定律知……

设加速后离子束的横截面积为S,单位体积内的离子数为n,则有

……

……

解得

……

解得

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,竖直放置的两块很大的平行金属板a、b,相距为d,a、b间的电场强度为E,今有一带正电的微粒从a板下边缘以初速度v0竖直向上射入电场,当它飞到b板时,速度大小不变,而方向变为水平方向,且刚好从高度也为d的狭缝进入bc区域,bc区域的宽度也为d,所加电场的场强大小为E,方向竖直向上,磁感应强度方向垂直纸面向里,磁场磁感应强度大小等于,重力加速度为g,则下列关于微粒运动的说法正确的是(  )

A. 微粒在ab区域的运动时间为

B. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,圆周半径r=2d

C. 微粒在bc区域中做匀速圆周运动,运动时间为

D. 微粒在ab、bc区域中运动的总时间为

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在探究加速度与力、质量的关系的实验中,某同学将实验器材组装后,释放小车前瞬间的情景如图甲所示.(甲图为实际拍摄图,乙图为相应简图)

(1)在接通电源进行实验之前,请你指出图中的错误或不妥之处_______________.

(2)改正实验装置后,该同学顺利地完成了实验.图14是他在实验中得到的一条纸带,图中相邻两计数点之间时间间隔为0.1 s,由图中数据可得小车的加速度为________m/s2.

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在光滑绝缘水平面上,两个带等量正电的点电荷分别固定在两点, 连线的中点, 的垂直平分线.在之间的点由静止释放一个带负电的小球(可视为质点),若不计空气阻力,则:( )

A. 小球从点沿直线端运动,先做匀加速运动,后做匀减速运动

B. 小球从点运动至距离该点最远位置的过程中,其所经过各点的电势先降低后升高

C. 小球从点运动至距离该点最远位置的过程中,其电势能先减小后增大

D. 若在小球运动过程中,两个点电荷所带电荷量同时等量地缓慢增大,则小球往复运动过程中的振幅将不断增大

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】小球 m 用长为 L 的悬线固定在 O 点,在 O 点正下方 L/2 处有一光滑圆钉 C(如图所示)。今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放,当悬线竖直状态且与钉相碰时( )

A. 小球的速度突然增大

B. 小球的向心加速度突然增大

C. 小球的向心加速度不变

D. 悬线的拉力不变

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在用高级沥青铺设的高速公路上.汽车的设计时速是108km/h,汽车在该路面上行驶时,它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.5倍.

(1)如果汽车在该路面的水平弯道上拐弯,假设弯道的路面是水平的,其弯道的最小半径是多少?

(2)事实上在高速公路的拐弯处,路面是外高内低的,路面与水平面间的夹角为,且;而拐弯路段的圆弧半径.若要使车轮与路面之间的侧向摩擦力等于零,则车速,应为多少?( )

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】(6分)某学习小组利用如图所示的装置验证动能定理。

(1)将气垫导轨调至水平,安装好实验器材,从图中读出两光电门中心之间的距离S=__________cm

2)测量挡光条的宽度d,记录挡光条通过光电门12所用的时间△t1△t2,并从拉力传感器中读出滑块受到的拉力F,为了完成实验,还需要直接测量的一个物理量是____________________________

(3)该实验是否需要满足砝码盘和砝码的总质量远小于滑块、挡光条和拉力传感器的总质量?______________(填

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,匀速转动的水平圆盘上在离转轴某一距离处放一滑块,该滑块恰能跟随圆盘做匀速圆周运动而不产生相对滑动,则在改变下列何种条件的情况下,滑块仍能与圆盘保持相对静止:( )

A. 增大圆盘转动的角速度

B. 增大滑块到转轴的距离

C. 增大滑块的质量m

D. 前三个条件都不能使滑块与圆盘保持相对静止

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科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,两个质量分别为m1m2的物块AB通过一轻弹簧连接在一起并放置于水平传送带上,水平轻绳一端连接A,另一端固定在墙上,AB与传送带间的动摩擦因数均为μ.传送带沿顺时针方向转动,系统达到稳定后,突然剪断轻绳的瞬间,设AB的加速度大小分别为aAaB(弹簧在弹性限度内,重力加速度为g),则(  )

A.

B.

C.

D.

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