如图所示,水平放置的两平行金属板间存在相互垂直的匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应强度为B
1,方向与纸面垂直,电场的场强E=2.0×10
5V/m,方向竖直向下,PQ为板间中线.紧靠平行板右侧边缘建立平面直角坐标系xOy,在第一象限内,存在着以AO为理想边界的两个匀强磁场区域,方向如图所示,磁感应强度B
2=B
3=0.6T,AO和y轴间的夹角θ=30°.一束带负电的粒子,质量不同,带电量q=2.5×10
-8C,以v=5×10
5m/s的水平速度从P点射入板间,沿PQ做直线运动,穿出平行板区域后从y轴上坐标为(0,0.3m)的Q点垂直于y轴射入磁场区域.(粒子的重力不计)
(1)求磁感应强度B
1的大小和方向;
(2)若粒子不能穿过AO边界,试确定其质量m应满足的条件;
(3)若m=9.0×10
-15kg,试画出粒子从Q点进入磁场区域开始,至第3次经过AO边界时的轨迹图;
(4)由(3)所给条件,求粒子从Q点进入磁场区域开始至第n次通过AO边界时的位置到原点O的距离和该过程经历的时间.(结果可保留π)