如图所示,在xoy平面直角坐标系第一象限内分布有垂直向外的匀强磁场,磁感应强度大小B=2.5×10-2T,在第二象限紧贴y轴和x轴放置一对平行金属板MN(中心轴线过y轴),极板间距d=0.4m,极板与左侧电路相连接。通过移动滑动头P可以改变极板MN间的电压。a、b为滑动变阻器的最下端和最上端(滑动变阻器的阻值分布均匀),a、b两端所加电压。在MN中心轴线上距y轴距离为L=0.4m处有一粒子源S,沿x轴正方向连续射出比荷为,速度为vo=2.0×104m/s带正电的粒子,粒子经过y轴进入磁场后从x轴射出磁场(忽略粒子的重力和粒子之间的相互作用)。
(1)当滑动头P在ab正中间时,求粒子射入磁场时速度的大小。
(2)当滑动头P在ab间某位置时,粒子射出极板的速度偏转角为,试写出粒子在磁场中运动的时间与的函数关系,并由此计算粒子在磁场中运动的最长时间。