用電場(chǎng)、磁場(chǎng)控制帶電粒子運(yùn)動(dòng)的問(wèn)題

電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以對(duì)帶電粒子的運(yùn)動(dòng)施加影響，因此只要設(shè)計(jì)適當(dāng)?shù)碾妶?chǎng)和磁場(chǎng)，就可以控制帶電粒子的運(yùn)動(dòng).這一知識(shí)在生活、生產(chǎn)和現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)中有著廣泛的應(yīng)用，如噴墨打印機(jī)、速度選擇器、質(zhì)譜儀、回旋加速器、串列加速器、電視機(jī)顯像管、電磁流量計(jì)、霍爾效應(yīng)器件、電磁泵、陰極射線管、電子感應(yīng)加速器等.這些實(shí)際應(yīng)用經(jīng)常被用來(lái)作為命題的背景材料，以考查同學(xué)們對(duì)知識(shí)的實(shí)際應(yīng)用能力.

當(dāng)我們?cè)谶\(yùn)用物理規(guī)律解決實(shí)際問(wèn)題時(shí)，遇到的第一個(gè)障礙就是如何把實(shí)際問(wèn)題轉(zhuǎn)化為與之相對(duì)應(yīng)的物理模型.只有通過(guò)合理地建模，才能運(yùn)用已有的物理知識(shí)和規(guī)律來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題.

例1噴墨打印機(jī)的原理如圖1所示.其中墨盒可以噴出墨汁液滴，此液滴經(jīng)過(guò)帶電室時(shí)被帶上負(fù)電荷，帶電量的多少可以按字體的筆畫高低位置通過(guò)計(jì)算機(jī)輸入電信號(hào)加以控制.帶電液滴以一定的初速度進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，發(fā)生偏轉(zhuǎn)后打到紙上，顯示出字體.當(dāng)計(jì)算機(jī)無(wú)信號(hào)輸入時(shí)，墨汁液滴不帶電，徑直通過(guò)偏轉(zhuǎn)極板注入回流槽流回墨盒.

設(shè)偏轉(zhuǎn)極板長(zhǎng)L1＝1.6cm，兩極間的距離d＝0.50cm，兩板間的電壓U＝8.0×103 V，偏轉(zhuǎn)極板的右端離紙張的距離L2＝3.2cm.若一個(gè)墨汁液滴的質(zhì)量m＝1.6×10-10 kg，并以v0＝20m/s的初速度垂直電場(chǎng)方向進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)，最終打到紙上的點(diǎn)距原入射點(diǎn)的距離y′為2.0mm.若不計(jì)空氣阻力和重力作用，求：

（1）這個(gè)液滴通過(guò)帶電室后所帶的電量q；

（2）若要使紙上的字體放大，可通過(guò)調(diào)節(jié)兩極板間的電壓或調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)極板的右端和紙的距離L2來(lái)實(shí)現(xiàn).現(xiàn)通過(guò)調(diào)節(jié)L2使紙上的字體放大10%，調(diào)節(jié)后偏轉(zhuǎn)極板的右端離紙的距離L2′應(yīng)為多大？……