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美國(guó)東部時(shí)間2007年9月27日早7時(shí)20分，美國(guó)航空航天局（NASA）的“黎明”號(hào)探測(cè)器從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空，計(jì)劃在未來8年時(shí)間里飛抵位于小行星帶的終點(diǎn)站．“黎明”號(hào)探測(cè)器使用離子發(fā)動(dòng)機(jī)，與傳統(tǒng)的航天器化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)不同，新型發(fā)動(dòng)機(jī)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產(chǎn)生時(shí)速達(dá)14.32萬千米的離子流作為推動(dòng)力，“黎明”號(hào)上安裝了3個(gè)離子推進(jìn)器和2個(gè)巨大的太陽(yáng)能板，雙翼間距近20米，足以為它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是傳統(tǒng)化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的10倍． 離子推進(jìn)器是新一代航天動(dòng)力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正．推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時(shí)的速度忽略不計(jì)，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出．已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J，為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度．
（1）求加在BC間的電壓U；
（2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因．

美國(guó)東部時(shí)間2007年9月27日早7時(shí)20分，美國(guó)航空航天局（NASA）的“黎明”號(hào)探測(cè)器從佛羅里達(dá)州肯尼迪航天中心順利升空，計(jì)劃在未來8年時(shí)間里飛抵位于小行星帶的終點(diǎn)站．“黎明”號(hào)探測(cè)器使用離子發(fā)動(dòng)機(jī)，與傳統(tǒng)的航天器化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)不同，新型發(fā)動(dòng)機(jī)將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，再通過電能電離惰性氣體氙氣的原子，產(chǎn)生時(shí)速達(dá)14.32萬千米的離子流作為推動(dòng)力，“黎明”號(hào)上安裝了3個(gè)離子推進(jìn)器和2個(gè)巨大的太陽(yáng)能板，雙翼間距近20米，足以為它提供穿越太空的能量，燃料利用效率是傳統(tǒng)化學(xué)燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的10倍． 離子推進(jìn)器是新一代航天動(dòng)力裝置，可用于衛(wèi)星姿態(tài)控制和軌道修正．推進(jìn)劑從圖中P處注入，在A處電離出正離子，BC之間加有恒定電壓，正離子進(jìn)入B時(shí)的速度忽略不計(jì)，經(jīng)加速后形成電流為I的離子束后噴出．已知推進(jìn)器獲得的推力為F，單位時(shí)間內(nèi)噴出的離子質(zhì)量為J，為研究問題方便，假定離子推進(jìn)器在太空中飛行時(shí)不受其他外力，忽略推進(jìn)器運(yùn)動(dòng)速度．
（1）求加在BC間的電壓U；
（2）為使離子推進(jìn)器正常運(yùn)行，必須在出口D處向正離子束注入電子，試解釋其原因．