Question

15．人體的細胞膜內(nèi)外存在的電勢差（膜電位差）U約為0.035V，細胞膜厚度d約為7.0×10^-9m．細胞膜有選擇的讓鉀離子或鈉離子通過，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），從圖中的A到B通過細胞膜時（細胞膜內(nèi)的電場看做勻強電場，且細胞膜內(nèi)外電勢為φ_A＞φ_B），則：
（1）細胞膜內(nèi)的電場強度多大？
（2）鈉離子在細胞膜內(nèi)受到的電場力多大？
（3）電場力對鈉離子做的功是多少？

Answer 1

分析 勻強電場電場強度與電勢差的關(guān)系，E=$\frac{U}49anyey$，可求E，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．

解答 解：（1）由題意得，膜內(nèi)電場強度為：
E=$\frac{U}opd2q6v$
代入數(shù)據(jù)得：E=5×10⁶V/m
（2）鈉離子在細胞膜內(nèi)受到的電場力F=qE
代入數(shù)據(jù)得：F=8×10^-13N
（3）由電場力做功與電勢差的關(guān)系有：
W=qU=1.6×10^-19×0.035=5.6×10^-21J
答：（1）細胞膜內(nèi)的電場強度5×10⁶V/m；
 （2）鈉離子在細胞膜內(nèi)受到的電場力8×10^-13N；
 （3）電場力對鈉離子做的功5.6×10^-21J．

點評 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，靈活選擇公式．