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粒，其半徑約為m，此微粒經過帶電室時被帶上負電，帶電多少由計算機按字體、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入偏轉電場，帶電微粒經過偏轉電場發生偏轉，打在紙上，顯示出字體．無信號輸入時，墨滴微粒不帶電，沿直線通過偏轉電場而注入回流槽回墨盒．

　　

設偏轉極板長L＝1.6×10^－2m，兩極板間距離為d＝5.0×10^－5m，偏轉板的右端距紙的距離D＝3.2×10^－2m，若一個墨滴微粒的質量為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，兩極板間電壓U＝8.0×10³V，若墨汁微粒打到紙上的點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)

(2)為了使紙上的字體放大，問如何調節U和D？

Answer 1

答案：
解析：

解：(1)設粒子的帶電量為q，微粒在電場中偏轉對應的側向位移(因粒子靠近負極板飛進)為： 　　　　　　　　　　　　    y＝at2＝，① 　　微粒從偏轉電場中出來，好像是從板中點沿直線飛出來的： 　　　　　　　　　　　　   ，② 　　由②式代入數據得：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距原入射點方向的距離Y越大，從②式可以看出：可以增大粒子的側向位移或增大D，由①式可知當側向位移增大時，電壓U應增大，故應使U和D增大．