如圖甲為科技小組的同學(xué)們設(shè)計的一種靜電除塵裝置示意圖，其主要結(jié)構(gòu)為一長為L、寬為b、高為d的矩形通道，其前、后板使用絕緣材料，上、下板使用金屬材料。圖乙是該主要結(jié)構(gòu)的截面圖，上、下兩板與輸出電壓可調(diào)的高壓直流電源（內(nèi)電阻可忽略不計）相連。質(zhì)量為m、電荷量為q的分布均勻的帶負(fù)電的塵埃，無初速度地進(jìn)入A、B兩極板間的加速電場。已知A、B兩極板間加速電壓為U₀，塵埃加速后全都獲得相同的水平速度，此時單位體積內(nèi)的塵埃數(shù)為n,塵埃被加速后進(jìn)入矩形通道，當(dāng)塵埃碰到下極板后其所帶電荷被中和，同時塵埃被收集。通過調(diào)整高壓直流電源的輸出電壓U可以改變收集效率η（被收集塵埃的數(shù)量與進(jìn)入矩形通道塵埃的數(shù)量的比值）。塵埃所受的重力、空氣阻力及塵埃之間的相互作用均可忽略不計。在該裝置處于穩(wěn)定工作狀態(tài)時：
（1）塵埃進(jìn)入矩形通道時的速度是多少？
（2）導(dǎo)出在較短的一段時間Δt內(nèi)，A、B兩極板間加速電場對塵埃所做的總功；
（3）若改變直流電源的輸出電壓，該除塵裝置的收集效率是否變化？如果變化，請推導(dǎo)出收集效率η隨直流電源輸出電壓U變化的函數(shù)關(guān)系式．

【考點(diǎn)】從能量轉(zhuǎn)化與守恒的角度解決電場中的問題；動能定理的簡單應(yīng)用；牛頓第二定律的簡單應(yīng)用．

【答案】見試題解答內(nèi)容