如图所示,平行金属板竖直放置,底端封闭,中心线上开一小孔
C,两板相距为
d,电压为
U。平行板间存在大小为
B0的匀强磁场,方向垂直于纸面向里,
AC是两板间的中心线。金属板下方存在有界匀强磁场区域
MPNQ,其中
MPQ是直角三角形,
PQ边长为
a;
PM边长为

,
A、
C、
P、
Q四点共线,
M、
P、
N三点共线,曲线
QN是以2
a为半径、以
AQ上某点(图中未标出)为圆心的一段圆弧,该区域内磁场的磁感应强度大小为
B,方向垂直于纸面向里。若大量带电离子沿
AC方向射入两金属板之间,有部分离子经
P点进入下方磁场区域。不计离子重力,忽略离子间的相互作用。

(1)求由
P点进入下方磁场的离子速度;
(2)若由
P点进入下方磁场的正负离子都从
MN边界上穿出,求这些正负离子的比荷的最小值之比;
(3)若由
P点进入下方磁场的另一些正负离子的比荷都处于(2)问中两个最小值之间(比荷的最大值是(2)问中较大的最小值,比荷的最小值是(2)问中较小的最小值)。求磁场边界上有正负离子到达的区域范围。