如图甲为科技小组的同学们设计的一种静电除尘装置示意图,其主要结构有一长为

、宽为

、高为

的矩形通道,其前、后板使用绝缘材料,上、下板使用金属材料。图乙是该主要结构的截面图,上、下两板与输出电压可调的高压直流电源(内电阻可忽略不计)相连。质量为

、电荷量大小为

的分布均匀的带负电的尘埃,无初速度地进入

、

两极板间的加速电场。已知

、

两极板间加速电压为

,尘埃加速后全都获得相同的水平速度,此时单位体积内的尘埃数为

。尘埃被加速后进入矩形通道,当尘埃碰到下极板后其所带电荷被中和,同时尘埃被收集。通过调整高压直流电源的输出电压

可以改变收集效率

(被收集尘埃的数量与进入矩形通道尘埃的数量的比值)。尘埃所受的重力、空气阻力及尘埃之间的相互作用均可忽略不计。在该装置处于稳定工作状态时:

(1)微粒进入矩形通道时的速度是多少?
(2)导出在较短的一段时间

内,

、

两极板间加速电场对微粒所做的总功.
(3)若改变直流电源的输出电压,该除尘器的收集效率是否变化?如果变化,请推导出收集效率

随电压直流电源输出电压

变化的函数关系式.