如图所示,以O为圆心、半径为R的圆形区域内存在垂直圆面向里、磁感应强度为B的匀强磁场,一粒子源位于圆周上的M点,可向磁场区域内垂直磁场沿各个方向发射质量为m、电荷量为−q的粒子,不计粒子重力,N为圆周上另一点,半径OM和ON间的夹角θ,且满足

.

(1)若某一粒子以速率v
1,沿MO方向射入磁场,恰能从N点离开磁场,求此粒子的速率移v
1;
(2)若某一粒子以速率v
2
,沿与M成60
0角斜向上方向射入磁场,求此粒子在磁场中运动的时间;
(3)若大量此类粒子以速率v
3
,从M点射入磁场,方向任意,则这些粒子在磁场中运动的最长时间为多少?
(4)若由M点射入磁场各个方向的所有粒子速率均为题(1)中计算出的v
1,求磁场中有粒子通过的区域面积.