改编题静电除尘器

如图甲所示，静电除尘装置中有一长为L、宽为b、高为d的矩形通道，其前、后面板使用绝缘材料，上、下面板使用金属材料图乙是装置的截面图，上、下两板与电压恒定的高压直流电源相连质量为m、电荷量为-q、分布均匀的尘埃以水平速度V进入矩形通道，当带负电的尘埃碰到下板后其所带电荷被中和,同时被收集若单位体积内的尘埃数为n,不计尘埃的重力及尘埃之间的相互作用

（1）求收集效率为100%时，板间电压的最小值U1；

（2）求这时连接两极板的电路中的电流强度Io

（3）求这时电路中的电功率P（设备的发热功率）

（4）求稳定工作时设备的输出功率

（5）如果带电颗粒打到极板上动能都转化成内能，求极板的发热功率

（6）求出两板间电压U的函数关系，并从环保和节能角度给出设计建议。