现在很多家庭或者单位刚装修结束,都要进行空气检测和治理.某环保设备装置可用于气体中有害离子的检测和分离.离子检测的简化原理如图所示.Ⅰ区为电场加速区,Ⅱ区为无场区,Ⅲ区为电场检测区.已知Ⅰ区中
AB与
CD两极的电势差为
U,距离为
L,Ⅱ区中
CE与
DF两板的间距为
d,板长为4
L,Ⅲ区中
EF与
GH间距足够大,其内部匀强电场的电场强度为

,方向水平向左.假设大量相同的正离子在
AB极均匀分布,由初速度为零开始加速,不考虑离子间的相互作用和重力影响,则:

(1)
AB与
CD哪一极电势高?若正离子的比荷为
k,求该离子到达
CD极时的速度大小;
(2)该装置可以测出离子从
AB极出发,经过Ⅰ区、Ⅱ区和Ⅲ区,最后返回
EF端的总时间为
t,由此可以确定离子的比荷为
k,试写出
k与
t的函数关系式;
(3)若将Ⅲ区的匀强电场换成如图所示的匀强磁场,则电场检测区变成了磁场分离区,为收集分离出的离子,需在
EF边上放置收集板
EP,收集板下端留有狭缝
PF,离子只能通过狭缝进入磁场进行分离.假设在
AB极上有两种正离子,质量分别为
m、
M,且1<

≤4,电荷量均为
Q,现要将两种离子在收集板上完全分离,同时为收集更多离子,狭缝尽可能大,试讨论狭缝
PF宽度的最大值与
m、
M、
d的关系式.(磁感应强度大小可调,不考虑出Ⅲ区后再次返回的离子)