Question

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

Answer 1

分析：（1）勻強(qiáng)電場(chǎng)電場(chǎng)強(qiáng)度與電勢(shì)差的關(guān)系是：E=

U

d

，可求E．
（2）電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系w=qU可求每個(gè)鈉離子沿電場(chǎng)方向透過(guò)膜時(shí)電場(chǎng)力做功．
（3）電場(chǎng)力做正功多少時(shí)，電勢(shì)能減少多少．

解答：解：（1）細(xì)胞膜內(nèi)的電場(chǎng)看作勻強(qiáng)電場(chǎng)，則電場(chǎng)強(qiáng)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(chǎng)力為：F=Eq=5×10⁶×1.6×10^-19N=8×10^-13N
（2）電場(chǎng)力做功為：W=qU=1.6×10^-19×35×10^-3J=5.6×10^-21J
（3）因電場(chǎng)力做正功，所以鈉離子的電勢(shì)能減少，減少了5.6×10^-21J．
答：（1）它受到的電場(chǎng)力為8×10^-13N．
（2）電場(chǎng)力做功是5.6×10^-21J．
（3）電勢(shì)能減少了，減少了5.6×10^-21J．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了勻強(qiáng)電場(chǎng)的電場(chǎng)強(qiáng)度與與電勢(shì)差的關(guān)系、電場(chǎng)力做功與電勢(shì)差的關(guān)系，關(guān)鍵靈活選擇公式．