2018年,人类历史上第一架由离子引擎推动的飞机诞生,这种引擎不需要燃料,也无污染物排放。引擎获得推力的原理如图所示,进入电离室的气体被电离成正离子,而后飘入电极

、

之间的匀强电场(初速度忽略不计),

、

间电压为

,使正离子加速形成离子束,在加速过程中引擎获得恒定的推力。单位时间内飘入的正离子数目为定值,离子质量为

,电荷量为

,期中

是正整数,

是元电荷。

(1)若引擎获得的推力为

,求单位时间内飘入

、

间的正离子数目

为多少;
(2)加速正离子束所消耗的功率

不同时,引擎获得的推力

也不同,试推导

的表达式;
(3)为提高能量的转换效率,要使

尽量大,请提出增大

的三条建议。