Question

【題目】打印機是辦公的常用工具，噴墨打印機是其中的一種．噴墨打印機的工作原理簡化圖如圖所示．其中墨盒可以噴出半徑約為的墨汁微滴，大量的墨汁微滴經過帶電室時被帶上負電荷，成為帶電微粒．墨汁微滴所帶電荷量的多少由計算機的輸入信號按照文字的排列規律進行控制．帶電后的微滴以一定的初速度進入由兩塊平行帶電金屬板形成的偏轉電場中，微滴經過電場的作用發生偏轉后打在紙面上，顯示出字體．若某種噴墨打印機的偏轉電場極板長度為，兩板間的距離為，偏轉電場極板的右端距紙面的距離為，某個帶電微滴的質量為，沿兩板間的中心線以初速度進入偏轉電場．偏轉電場兩極板間電壓為．該微滴離開電場時的速度大小為，不計微滴受到的重力和空氣阻力影響，忽略電場邊沿場強的不均勻性．

（1）該帶電微滴所帶的電荷量．

（2）該帶電微滴到達紙面時偏離原入射方向的距離．

（3）在微滴的質量和所帶電荷量以及進入電場的初速度均一定的條件下，分析決定打印在紙上字體大小的因素有哪些？若要使紙上的字體高度放大，可以采取的措施是什么？

Answer 1

【答案】（1）．（2）．（3）見解析．

【解析】（1）帶電微滴進入電場后，做類平拋運動，離開電場時，沿垂直電場方向的速度大小為，沿電場方向的速度大小為．

設帶電微滴在電場中運動的時間為，根據牛頓第二定律與運動學公式，又，計算得出： ．

（2）帶電微滴離開電場后做勻速直線運動，設運動方向與方向的夾角為，根據平拋運動的特點．

，計算得出．

（3）由（1）問和（2）問的結果可以知道，微滴到達紙面上時偏離原入射方向的距離．

可見， 的數值越大，即紙面上的字體越大，在、以及一定的條件下，若要使紙上的離體高度放大，可以增大偏轉電場兩極板間的電壓，偏轉極板的右端距紙面的距離或偏極板的長度，也可以減小偏轉電場兩極板間的距離．