Question

【題目】噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)原理如圖所示．其中墨盒可以發(fā)出墨汁微滴，其半徑為1×10－5 m．此微滴經(jīng)過(guò)帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電的多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置輸入信號(hào)加以控制．帶電后的微滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，帶電微滴經(jīng)過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)發(fā)生偏轉(zhuǎn)后，打到紙上，顯示出字體．無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，墨汁微滴不帶電，徑直通過(guò)偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)而注入回流槽流回墨盒．設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)為L1＝1.6 cm，兩板間的距離為d＝0.50 cm，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙長(zhǎng)為L2＝3.2 cm.若一個(gè)墨汁微滴的質(zhì)量為1.6×10－10 kg，以20 m/s的初速度垂直于電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，兩偏轉(zhuǎn)板間的電壓是8.0×103 V，若墨汁微滴打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是2.0 mm.

（1）求這個(gè)墨汁微滴通過(guò)帶電室所帶的電荷量是多少？（不計(jì)空氣阻力和墨汁微滴的重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場(chǎng)的不均勻性）．

（2）欲使紙上的字體放大10%，偏轉(zhuǎn)板電壓應(yīng)當(dāng)如何變化，請(qǐng)你寫出正確的關(guān)系式．

Answer 1

【答案】（1）1.25×10－13 C（2）y＝（＋L2） ；8.8×103 V

【解析】

(1)墨汁在偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，如圖所示：

豎直方向加速度為：

水平方向：L1＝v0t

豎直位移為：

微粒射出電場(chǎng)后，向當(dāng)于從偏轉(zhuǎn)板中點(diǎn)直線射出，由幾何關(guān)系得：

聯(lián)立并代入數(shù)據(jù)得：

q＝1.25×10﹣13C

(2) 由以上整理得：

顯然y與U成正比，所以為了使紙上的字體放大10%，可以把偏轉(zhuǎn)電壓提高10%，即:

U′＝8.8×103 V