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v0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。
求收集效率为100%时，板间电压的最小值U1 ；
求这时连接两极板的电路中的电流强度I。
求这时电路中的电功率P。（设备的发热功率）
求稳定工作时设备的输出功率。
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。
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。
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