目前正在运转的我国空间站天和核心舱,搭载了一种全新的推进装置——霍尔推力器.其工作原理简化如下:由阴极逸出(初速度极小)的一部分电子进入放电室后,在电场力与磁场力的共同作用下被束缚在一定的区域内,与推进剂工质(氙原子)发生碰撞使其电离;电离后的氙离子在磁场中的偏转角度很小,其运动可视为在轴向电场力作用下的直线运动,并最终被高速喷出,霍尔推力器由于反冲获得推进动力.设某次核心舱进行姿态调整,开启霍尔推力器,电离后的氙离子初速度为0,经电压为U的电场加速后高速喷出,单位时间内喷出氙离子的数目为N.已知一个氙离子的质量为m,电荷量为q,忽略离子间的相互作用力和电子能量的影响,求:
(1)氙离子喷出加速电场的速度v及其所形成的等效电流为I;
(2)霍尔推力器获得的平均推力大小F;
(3)可以用离子推进器工作过程中产生的推力与电压为U的电场对氙离子做功的功率的比值S来反映推进器工作情况.通过计算说明,如果要增大S可以采取哪些措施。
【答案】见试题解答内容
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发布:2024/6/27 10:35:59组卷:96引用:4难度:0.4
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1.如图所示,ABC为光滑的固定在竖直面内的半圆形轨道,轨道半径为R=0.4m,A、B为半圆轨道水平直径的两个端点,O为圆心.在水平线MN以下和竖直线OQ以左的空间内存在竖直向下的匀强电场,电场强度E=1.0×106N/C.现有一个质量m=2.0×10-2kg,电荷量q=2.0×10-7C的带正电小球(可看作质点),从A点正上方由静止释放,经时间t=0.3s到达A点并沿切线进入半圆轨道,g=10m/s2,不计空气阻力及一切能量损失,求:
(1)小球经过C点时对轨道的压力大小;
(2)小球经过B点后能上升的最大高度.发布:2024/12/29 20:0:1组卷:751引用:4难度:0.5 -
2.11H、12H、13H三个原子核,电荷均为e,质量之比为1:2:3,如图所示,它们以相同的初速度由P点平行极板射入匀强电场,在下极板的落点为A、B、C,已知上极板带正电,原子核不计重力,下列说法正确的是( )
发布:2024/12/29 21:30:1组卷:374引用:5难度:0.6 -
3.如图,在竖直平面内,一半径为R的半圆形轨道与水平轨道在B点平滑连接.半圆形轨道的最低点为B、最点高为C,圆心为O.整个装置处水平向左的匀强电场中.现让一质量为m、电荷量为q的带正电小球(可视为质点),从水平轨道的A点静止释放,到达B点时速度为
.当小球过C点时撤去电场,小球落到水平轨道上的D点.已知A、B间的距离为5gRR,重力加速度为g,轨道绝缘且不计摩擦和空气阻力,求:103
(1)该匀强电场场强E的大小;
(2)A、D间的距离;
(3)小球经过半圆形轨道某点P(图中未画出)时,所受合外力方向指向圆心O,求小球过P点时对轨道压力的大小.发布:2024/12/29 20:30:1组卷:59引用:2难度:0.7
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