如图所示,在边长为
L的正方形顶点
a有一质量为
m、电荷量为
q的离子源,持续不断地在单位时间内向正方形区域发射
n个速率均为
v的离子,这些离子沿角度均匀分布。在正方形区域存在方向垂直纸面向里的匀强磁场,使得所有离子均能垂直
cd边射出,且沿边长
ab发射的离子恰好从
c点水平射出。在正方形右侧平行于
cd 放置一接地金属板
M,其上有一沿
y轴可移动的、长度为
L/2的窗口,允许离子通过。在极板
M右侧存在边长也为
L的正方形区域,设置一匀强磁场,其方向与左侧磁场相同,使通过窗口的离子都汇集到位于边长中点
S的收集器中,不计重力和离子间相互作用。

(1)判断离子带电量的正负;
(2)求左右两区域磁感应强度的大小及磁场区域的最小面积;
(3)单位时间内收集器中离子收集率与窗口中心位置坐标
y之间的关系。