Question

小型高效等离子发动机所用燃料不到化学燃料发动机的1/10，它可以使太空中

的航天器获得动力。在等离子发动机中，由电极发射的电子撞击氙原子，使之电离，在

加速电场的作用下，氙离子加速到很大的速度后从航天器尾部连续喷出，产生推力。假

设装有等离子体发动机的航天器在太空中处于静止，航天器的总质量为M（在发射离子的过程中质量可以认为不变），每个氙离子的质量为m，电量为q，加速电压为U，等离子体发动机每秒时间里向外喷出的离子数为n，发动机对离子作功的功率为多少？航天器获得的加速度是多少？

Answer 1

nqU 、

解析:

（1）对一个离子，由动能定理，qU=E_K（3分），

发动机功率等于每秒发射的离子的总动能，即p=nqU。（3分）

（2）每个离子飞出时速度为V=(3分)。

由动量守恒定律，△ts末航天器的速度大小为V^/=（3分），

航天器的加速度a==（3分）。