Question

人體的細胞膜內(nèi)外存在電勢差（膜電位差）約U=35mV，細胞膜厚度約d=7.0×10^-9m．細胞膜有選擇的讓鉀或鈉離子通過，以保持細胞內(nèi)、外的電勢差和滲透壓．當一個一價的鈉離子（電荷量q=1.6×10^-19C），從如圖中的A到B通過細胞膜時：（細胞膜內(nèi)的電場看作勻強電場，且電勢關(guān)系為?_A＞?_B）
（1）它受到的電場力多大？
（2）電場力做功是多少？
（3）電勢能是增加還是減少？改變了多少？

Answer 1

分析：（1）勻強電場電場強度與電勢差的關(guān)系是：E=

U

d

，可求E．
（2）電場力做功與電勢差的關(guān)系w=qU可求每個鈉離子沿電場方向透過膜時電場力做功．
（3）電場力做正功多少時，電勢能減少多少．

解答：解：（1）細胞膜內(nèi)的電場看作勻強電場，則電場強度為：E=

U

d

=

35×10-3

7.0×10-9

V/m=5×106V/m
鈉離子受到的電場力為：F=Eq=5×10⁶×1.6×10^-19N=8×10^-13N
（2）電場力做功為：W=qU=1.6×10^-19×35×10^-3J=5.6×10^-21J
（3）因電場力做正功，所以鈉離子的電勢能減少，減少了5.6×10^-21J．
答：（1）它受到的電場力為8×10^-13N．
（2）電場力做功是5.6×10^-21J．
（3）電勢能減少了，減少了5.6×10^-21J．

點評：本題考查了勻強電場的電場強度與與電勢差的關(guān)系、電場力做功與電勢差的關(guān)系，關(guān)鍵靈活選擇公式．