21.(10分)如图所示,在水桌面上放置两根光滑行金属导轨ab与cd,金属导轨足够长,阻值为R=42的电阻和开关k串联与导轨的a、c端相连。金属滑杆MW垂直于导轨并可在导轨上滑动,质量为m=1kg。整个装置放于强磁场中,磁场的方向竖直向上,磁感应强度的大小未知.金属滑杆与导轨电阻不计,金属滑杆的中点系一不可伸长的轻绳,绳绕过固定在某边的光滑轻滑轮后,与一质量为M=2g的物块相连,用外力固定金属滑杆MN。当开关k断开时,从静止开始释放金属滑杆MN,物块速度达到vo=2m/s时闭合开关k,金属滑杆和物块一起做减速运动,经过时间仁5s,它们已经达到匀速运动状态,匀速状态时流过导体棒的电流为=1A。金属滑杆在运动过程中始终与导轨垂直且接触良好。a M(1)求闭合开关瞬间,流过导体棒的电流方向;(2)求导体棒匀速时的速度大小:(3)求物块M在开关闭合后=5s内下落的高度;(4)小珂同学在电阻R两端并联一个电容器,电容大小为第21题图C=5000uF,重做这个实验,在其他条件不变的情况下,求导体棒匀速下落的速度v和此时电容器所带的电荷量q。22.(10分)如图所示,在一竖直面内有水匀强磁场,磁感应强度B的方向垂直该竖直面向里.让质量为m,电荷量为q(q>0)的粒子从坐标原点O沿竖喜面以不同的初速度和方向入射到该磁场中,在竖直面内还有一竖直向上匀强电场,场强大小E=mgg,a点坐标为(L,0),、L未知。(1)若L=mvo/qB,发现初速度大小为vo的粒子恰好能够打中a点,求粒子初速度与x轴正方向的可能夹角值:(2)撤去电场E,只考虑从坐标原点水向右射入磁场的粒子,小珂同学发现,无论L取什么值,均可使粒子经直线运动通过a点,试问v应取什么值:(3)撤去电场E,只考虑从坐标原点水向右射入磁场的粒子,若V为第(2)问可取值之外的任意值,则L取哪些值,可使g必定会经曲线运动通过a点;(v已知)(4)接第(3)问,求O到a运动过程中的最大速度。(v已知)0+x a xXX第22题图浙江省Z20联盟2021届高三第三次联考物理试题卷第8页共8页