喷墨打印机的结构简图如图所示,其中墨盒可以发出墨汁微粒,其半径约为m,此微粒经过带电室时被带上负电,带电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
喷墨打印机的结构简图如图所示,其中墨盒可以发出墨汁微粒,其半径约为 m,此微粒经过带电室时被带上负电,带电多少由计算机按字体、笔画高低位置输入信号加以控制,带电后的微粒以一定的速度进入偏转电场,带电微粒经过偏转电场发生偏转,打在纸上,显示出字体.无信号输入时,墨滴微粒不带电,沿直线通过偏转电场而注入回流槽回墨盒.
设偏转极板长L=1 . 6×10 -2 m,两极板间距离为d=5 . 0×10 -5 m,偏转板的右端距纸的距离D=3 . 2×10 -2 m,若一个墨滴微粒的质量为m=1 . 6×10 -10 kg,以v 0 =20m/s的初速度垂直于电场方向进入偏转电场,两极板间电压U=8 . 0×10 3 V,若墨汁微粒打到纸上的点距原射入方向的距离是Y=2 . 0×10 -5 m,求:
(1)这个墨汁微粒通过带电室后带的电量是多少?(不计空气阻力和重力,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)为了使纸上的字体放大,问如何调节U和D?
解析:
(1)设粒子的带电量为q,微粒在电场中偏转对应的侧向位移(因粒子靠近负极板飞进)为: (1)设粒子的带电量为q,微粒在电场中偏转对应的侧向位移(因粒子靠近负极板飞进)为: y=at2=,① 微粒从偏转电场中出来,好像是从板中点沿直线飞出来的: ,② 由②式代入数据得:y=4×10-6,再由①式可得: q=1.25×10-17C. (2)要使字体放大,即要求墨汁微粒打在纸上的点距原入射点方向的距离Y越大,从②式可以看出:可以增大粒子的侧向位移或增大D,由①式可知当侧向位移增大时,电压U应增大,故应使U和D增大.
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