Question

【题目】喷墨打印机的结构原理如图所示．其中墨盒可以发出墨汁微滴，其半径为1×10－5 m．此微滴经过带电室时被带上负电，带电的多少由计算机按字体笔画高低位置输入信号加以控制．带电后的微滴以一定的初速度进入偏转电场，带电微滴经过偏转电场发生偏转后，打到纸上，显示出字体．无信号输入时，墨汁微滴不带电，径直通过偏转电场而注入回流槽流回墨盒．设偏转极板长为L1＝1.6 cm，两板间的距离为d＝0.50 cm，偏转板的右端距纸长为L2＝3.2 cm.若一个墨汁微滴的质量为1.6×10－10 kg，以20 m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场，两偏转板间的电压是8.0×103 V，若墨汁微滴打到纸上的点距原射入方向的距离是2.0 mm.

（1）求这个墨汁微滴通过带电室所带的电荷量是多少？（不计空气阻力和墨汁微滴的重力，可以认为偏转电场只局限在平行板电容器内部，忽略边缘电场的不均匀性）．

（2）欲使纸上的字体放大10%，偏转板电压应当如何变化，请你写出正确的关系式．

Answer 1

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

【解析】

(1)墨汁在偏转电场中做类平抛运动，如图所示：

竖直方向加速度为：

水平方向：L1＝v0t

竖直位移为：

微粒射出电场后，向当于从偏转板中点直线射出，由几何关系得：

联立并代入数据得：

q＝1.25×10﹣13C

(2) 由以上整理得：

显然y与U成正比，所以为了使纸上的字体放大10%，可以把偏转电压提高10%，即:

U′＝8.8×103 V