如图所示,在
xOy平面内第Ⅱ象限有沿
y轴负方向的匀强电场,场强大小为

N/C。
y轴右侧有一个边界为圆形的匀强磁场区域,圆心
O′位于
x轴上,半径为
r="0.02" m,磁场最左边与
y轴相切于
O点,磁场方向垂直纸面向里。第Ⅰ象限内与
x轴相距为

m处,有一平行于
x轴长为
l="0.04" m的屏
PQ,其左端
P离
y轴的距离为0.04 m。一比荷为

C/kg带正电的粒子,从电场中的
M点以初速度

m/s垂直于电场方向向右射出,粒子恰能通过
y轴上的
N点。已知
M点到
y轴的距离为
s="0.01" m,
N点到
O点的距离为

m,不计粒子的重力。求:

(1)粒子通过
N点时的速度大小与方向;
(2)要使粒子打在屏上,则圆形磁场区域内磁感应强度应满足的条件;
(3)若磁场的磁感应强度为

T,且圆形磁场区域可上下移动,则粒子在磁场中运动的最长时间。