Question

小型高效等離子發動機所用燃料不到化學燃料發動機的1/10，它可以使太空中

的航天器獲得動力。在等離子發動機中，由電極發射的電子撞擊氙原子，使之電離，在

加速電場的作用下，氙離子加速到很大的速度后從航天器尾部連續噴出，產生推力。假

設裝有等離子體發動機的航天器在太空中處于靜止，航天器的總質量為M（在發射離子的過程中質量可以認為不變），每個氙離子的質量為m，電量為q，加速電壓為U，等離子體發動機每秒時間里向外噴出的離子數為n，發動機對離子作功的功率為多少？航天器獲得的加速度是多少？

Answer 1

nqU 、

解析:

（1）對一個離子，由動能定理，qU=E_K（3分），

發動機功率等于每秒發射的離子的總動能，即p=nqU。（3分）

（2）每個離子飛出時速度為V=(3分)。

由動量守恒定律，△ts末航天器的速度大小為V^/=（3分），

航天器的加速度a==（3分）。