Question

噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖如圖所示，其中墨盒可以發(fā)出墨汁微粒，其半徑約為m，此微粒經(jīng)過帶電室時被帶上負(fù)電，帶電多少由計算機(jī)按字體、筆畫高低位置輸入信號加以控制，帶電后的微粒以一定的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，帶電微粒經(jīng)過偏轉(zhuǎn)電場發(fā)生偏轉(zhuǎn)，打在紙上，顯示出字體．無信號輸入時，墨滴微粒不帶電，沿直線通過偏轉(zhuǎn)電場而注入回流槽回墨盒．

　　

設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長L＝1.6×10^－2m，兩極板間距離為d＝5.0×10^－5m，偏轉(zhuǎn)板的右端距紙的距離D＝3.2×10^－2m，若一個墨滴微粒的質(zhì)量為m＝1.6×10^－10kg，以v₀＝20m/s的初速度垂直于電場方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場，兩極板間電壓U＝8.0×10³V，若墨汁微粒打到紙上的點(diǎn)距原射入方向的距離是Y＝2.0×10^－5m，求：

(1)這個墨汁微粒通過帶電室后帶的電量是多少？(不計空氣阻力和重力，可以認(rèn)為偏轉(zhuǎn)電場只局限在平行板電容器內(nèi)部，忽略邊緣電場的不均勻性)

(2)為了使紙上的字體放大，問如何調(diào)節(jié)U和D？

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)設(shè)粒子的帶電量為q，微粒在電場中偏轉(zhuǎn)對應(yīng)的側(cè)向位移(因粒子靠近負(fù)極板飛進(jìn))為： 　　　　　　　　　　　　    y＝at2＝，① 　　微粒從偏轉(zhuǎn)電場中出來，好像是從板中點(diǎn)沿直線飛出來的： 　　　　　　　　　　　　   ，② 　　由②式代入數(shù)據(jù)得：y＝4×10－6，再由①式可得： 　　　　　　　　　　　　    q＝1.25×10－17C． 　　(2)要使字體放大，即要求墨汁微粒打在紙上的點(diǎn)距原入射點(diǎn)方向的距離Y越大，從②式可以看出：可以增大粒子的側(cè)向位移或增大D，由①式可知當(dāng)側(cè)向位移增大時，電壓U應(yīng)增大，故應(yīng)使U和D增大．