Question

噴墨打印機的原理示意圖如圖所示，其中墨盒可以發出墨汁液滴，此液滴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．帶電后液滴以一定的初速度進入偏轉電場，帶電液滴經過偏轉電場發生偏轉后打到紙上，顯示出字體．計算機無信號輸入時，墨汁液滴不帶電，徑直通過偏轉板最后注入回流槽流回墨盒．

設偏轉極板長L₁=1.6 cm，兩板間的距離d=0.50 cm,兩板間的電壓U=8.0×10³ V，偏轉極板的右端距紙的距離L₂=3.2 cm．若一個墨汁液滴的質量m=1.6×10^-10 kg,墨汁液滴以v₀=20 m/s的初速度垂直電場方向進入偏轉電場，此液滴打到紙上的點距原入射方向的距離為2. 0 mm．不計空氣阻力和重力作用．求：這個液滴通過帶電室后所帶的電量q．

Answer 1

q=1. 3×10^-13C（或1.25×10^-13C).

解析:

液滴以速度v₀進入電場后，在v₀方向做勻速直線運動，在垂直于v₀方向做初速度為零的勻加速直線運動，設其加速度為a，在這個方向上的位移為y₁，在電場中的運動時間為t₁，有，

液滴射出電場瞬間的垂直于v₀方向速度為v，則v= at₁,

液滴射出電場后的運動時間為t₂，有

液滴射出電場后在垂直于v₀方向的位移為y₂ =vt₂ ，

液滴打到紙上的點距原入射方向的距離為y，則y=y₁+y₂ ,

由以上各式可得,

對上式整理并代入數據得q=1. 3×10^-13C（或1.25×10^-13C).