（2006•青浦区模拟）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滴，其半径约为1×10-5m，此微滴经过带电室时被带上负电，带电荷量的多少由计算机按字体笔画的高低位置输

Question

（2006•青浦区模拟）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滴，其半径约为1×10^-5m，此微滴经过带电室时被带上负电，带电荷量的多少由计算机按字体笔画的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，径直通过偏转板而注入回流槽流回墨盒．偏转板长1.6cm，两板间的距离为0.50cm，偏转板的右端距纸3.2cm．若墨汁微滴的质量为1.6×10^-10kg，以20m/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8.0×10³V，其打到纸上的点距原射入方向的距离是2.0mm．
求：
（1）这个墨汁微滴通过带电室所带的电荷量的多少．（不计空气阻力和重力，可以认为偏转电场只局限于平行板电容器的内部，忽略边缘电场的不均匀性）
（2）为了使纸上的字放大10%，请你定量分析并提出一个可行的解决的方法．

Answer 1

（1）墨汁在偏转电场中做类平抛运动，则：
竖直方向加速度为：a=(qu)/(dm)
l=v₀t 
y=(1)/(2)at² 
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：
 (y)/(y′)=((l)/(2))/((l)/(2)+L)
由以上四式得：y′＝(qul(l+2L))/(2dmv02)
代入数据得：q=1.25×10^-13C 
（2）为使字放大10%，从上述第五式可得．提高偏转电压．
根据y′＝(qul(l+2L))/(2dmv02)，y′变为原来的1.1倍，则U变为原来的1.1倍，即U=8.8×10³V．
可得．U变为：8.8×10³V．
或增大L，若y′变为原来的1.1倍，代入数据解得：L=3.6cm．
答：（1）这个墨汁微滴通过带电室所带的电荷量为1.25×10^-13C．
（2）为使字放大10%，提高偏转电压．偏转电压提高为8.8×10³V．或增大偏转极板与纸的距离，增大为3.6cm．