在直角坐标系
xO
y中,第一象限内存在沿
y轴负方向的有界电场,其中的两条边界分别与O
x、O
y重合,电场强度大小为
E。在第二象限内有垂直纸面向里的有界磁场(图中未画出),磁场边界为矩形,其中的一个边界与
y轴重合,磁感应强度的大小为
B。一质量为
m,电量为
q的正离子,从电场中P点以某初速度沿-
x方向开始运动,经过坐标(0,L)的Q点时,速度大小为

,方向与-
y方向成30°,经磁场偏转后能够返回电场,离子重力不计。求:

(1)正离子在P点的初速度;
(2)矩形磁场的最小面积;
(3)离子在返回电场前运动的最长时间。