1. (2020·浙江模拟) 利用电磁场可以控制带电粒子的速度大小与方向，在图示坐标系的第Ⅱ象限，存在一个圆心为坐标原点的 圆环状的均匀辐向电场，圆环在y轴上的截面长度为R，电场中各点电势为φ＝﹣ ，式中k为正的已知常量，r为该点到圆心O的距离。在y轴右侧，圆心为（R，0）、半径为R的虚线圆内分布着方向垂直于圆面的匀强磁场，在x＝2.5R处有一竖直放置的足够长的探测屏，今在圆弧的P（﹣2R，0）点放置一个离子源，能不断释放质量为m、电荷量为+q的带电离子，当磁场的磁感应强度大小为B₀时，这些经电场加速的离子刚好能从磁场区域最高点射出，忽略离子初速度，不计离子重力及相互作用力，不考虑空气阻力。

1. （1） 求离子在磁场中的速率v；
3. （2） 若磁场的磁感应强度大小可调，求离子打在屏上的纵坐标y与磁感应强度大小B、原磁感应强度大小B₀的关系式；
5. （3） 若将离子源沿环形电场外边界缓慢移动，使所有离子均沿竖直方向射出磁场，求磁场区域的最小面积，画出磁场形状并标明磁感应强度的大小与方向。