Question

噴墨打印機的結構簡圖如圖所示，其中墨盒可以發出墨汁微滴，此微滴經過帶電室時被帶上負電，帶電的多少由計算機按字體筆畫高低位置輸入信號控制.帶電后的微滴以一定的初速度進入偏轉電場后，打到紙上，顯示出字體.無信號輸入時，墨汁微滴不帶電，徑直通過偏轉板而注入回流槽流回墨盒.設偏轉板板長為L=1.6cm，兩板間的距離為d=0.50cm，偏轉板的右端距紙L₁=3.2cm，若一個墨汁微滴的質量為m=1.6×10^-10kg，以v₀=20m／s的初速度垂直于電場方向進入偏轉電場，兩偏轉板間的電壓是U=8.0×10³V，若墨汁微滴打到紙上的點距原射入方向的距離是Y=2.0mm. 不計空氣阻力和墨汁微滴的重力，可以認為偏轉電場只局限在平行板電容器內部，忽略邊緣電場的不均勻性.

小題1:上述墨汁微滴通過帶電室帶的電量是多少；
小題2:若用（1）中的墨汁微滴打字，為了使紙上的字體放大10％，偏轉板間電壓應是多大。

Answer 1

小題1:q=1.25×10^-13(C
小題2:U=8.8×10³（V）

小題1:墨汁微滴在平行板運動時，由電學知識可得：U="Ed"
墨汁微滴在豎直方向的加速度:a= 
墨汁微滴在豎直方向的位移:y=at² 
墨汁微滴在平行板運動時間：L=v₀t
由幾何學知識可得：  
聯立可解得：q=1.25×10^-13(C) 
小題2:要使字體放大10%，則墨汁微滴打到紙上的點距原射入方向的距離應是Y’="Y(1+10%) "
設此時墨汁微滴在豎直方向的位移是y’，由幾何知識可得：
  
可解得：U=8.8×10³（V）