质谱分析仪中,为解决带电粒子速度方向的发散问题,常使用准直管和偏转电场的小孔相配合的方式。如图甲所示的质谱分析仪中,离子源
A产生的初速为零、带电量均为
e、质量不同的正离子被电压为
U0的加速电场加速后匀速通过准直管,从中轴线上的
O点垂直射入匀强偏转电场,偏转后通过极板
MN上的小孔
S离开电场,经过一段匀速直线运动,垂直于边界
O′P进入扇形匀强磁场区域
O′PQ。质量为
m的正离子恰好能够垂直打在
O′Q的中点
S1处,已知
MO=
d,
MS=2
d,
O′T=
R,∠
PO′Q=90°。(忽略粒子所受重力)求:

(1)正离子到达
O点的动能;
(2)偏转电场场强
E0的大小以及
MN与
O′P的夹角

;
(3)扇形匀强磁场区域的磁感应强度
B的大小;
(4)能打在
O′Q上的正离子的质量
mx的范围;