Question

7．如圖是噴墨打印機(jī)的結(jié)構(gòu)簡圖，其中墨金可以發(fā)出墨汁微滴，此微滴經(jīng)過帶電室時(shí)被帶上負(fù)電，帶電多少由計(jì)算機(jī)按字體筆畫高低位置由輸入信號(hào)控制，帶電后的微滴進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板間，在電場(chǎng)力的作用下偏轉(zhuǎn)，沿不同方向射出，打到紙上即顯示出字體，無信號(hào)輸入時(shí)，微滴徑直通過偏轉(zhuǎn)板區(qū)域注入回流槽再流回墨盒，設(shè)一滴墨汁微滴的質(zhì)量為1.5×10^-10kg，經(jīng)過帶電室后帶上了-1.4×10^-13C的電荷量，隨后以20m/s的速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)板間，已知偏轉(zhuǎn)板的長度為1.6cm，板間電場(chǎng)強(qiáng)度為1.6×10⁶N/C，那么此微滴離開偏轉(zhuǎn)板時(shí)在豎直方向?qū)⑵�轉(zhuǎn)多大距離（忽略微滴的重力）？

Answer 1

分析 微滴進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，速度的合成與分解的方法分析微滴離開偏轉(zhuǎn)板時(shí)在豎直方向的偏轉(zhuǎn)距離．

解答 解：帶電微滴在電場(chǎng)力作用下在偏轉(zhuǎn)板間做類平拋運(yùn)動(dòng)，在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)有：
L=v₀t     ①
豎直方向在電場(chǎng)力作用下做初速度為0的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，有：
y=$\frac{1}{2}a{t}^{2}=\frac{1}{2}•\frac{qE}{m}•{t}^{2}$      ②
由①②兩式解得，微滴在豎直方向偏轉(zhuǎn)的位移
$y=\frac{1}{2}•\frac{qE}{m}•（\frac{L}{{v}_{0}}）^{2}$=$\frac{1}{2}×\frac{1.4×1{0}^{-13}×1.6×1{0}^{6}}{1.5×1{0}^{-10}}×（\frac{1.6×1{0}^{-2}}{20}）^{2}$m=4.8×10^-4m
答：此微滴離開偏轉(zhuǎn)板時(shí)在豎直方向?qū)⑵�轉(zhuǎn)4.8×10^-4m的距離．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握處理類平拋運(yùn)動(dòng)的方法，抓住分運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，結(jié)合牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式進(jìn)行求解．