Question

【题目】在地球大气层外的空间中，当同步卫星在其参考位置附近飘移时，可以利用离子推进器产生的推力进行卫星姿态的控制和轨道的修正。离子推进器的工作原理是先将推进 剂电离，并在强电场作用下将离子加速喷出，通过反冲运动获得推力。如图所示为离子推进器的示意图：推进剂从P处进入，在A处电离成正离子，BC是加速电极，离子在BC间的加速电压的作用下，从D喷出。己知该正离子的比荷（电荷量与质量之比）为k，经电压为U的电场加速后形成电流强度为I的离子束。若离子进入B的速度很小，可忽略不计。求：

（1）离子从D喷出的速度；

（2）同步卫星获得的推力。

Answer 1

【答案】（1）（2）

【解析】

（1）设该正离子的质量为m，电量为q，根据动能定理Uq =mv2 ，得到离子的出射速度为v=。

（2）根据题意，在△t时间内喷射出离子的数目为N=，喷射出的离子的质量为 M=Nm，根据动量定理 F·△t=Mv，得到F=。