Question

通常一次闪电过程历时约0.2～0.3s，它由若干个相继发生的闪击构成．每个闪击持续时间仅40～80 μs，电荷转移主要发生在第一个闪击过程中．在某一次闪电前云地之间的电势差约为1.0×10⁹ V，云地间距离约为1km；第一个闪击过程中云地间转移的电荷量约为6C，闪击持续时间约为60 μs．假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断正确的是（　　）

A．闪电电流的瞬时值可达到1×10⁵ A

B．整个闪电过程的平均功率约为1×10¹⁴ W

C．闪电前云地间的电场强度约为1×10⁹ V/m

D．整个闪电过程向外释放的能量约为6×10⁶ J

Answer 1

分析：（1）由于云地间的电场是匀强电场，根据场强的公式可以求得电场强度的大小；
（2）根据电流强度的定义式可以求得电流的平均值的大小；
（3）根据电场做功的公式，可以直接计算出释放的能量．

解答：解：根据电流强度的定义式可得，电流 I=

Q

t

=

6

60×10-6

=1×10⁵ A（注意单位的正确换算），所以A正确．
释放的能量等于电场力做功 W=QU=6×1.0×10⁹=6×10⁹J，所以D错误；
所以第一次闪电的平均功率为 P=

W

t

=

6×109

60×10-6

=1×10¹⁴ W，
由于电荷转移主要发生在第一个闪击过程中，所以整个闪电过程的平均功率小于第一次的闪电功率，所以B错误．
电场强度的大小为 E=

U

d

=

1×109

1×103

=1×10⁶V/m，所以C错误．
故选A．

点评：本题是对电场强度的公式的直接考查，在电场这一部分中公式比较多，这就要求同学们在学习的过程中要掌握住每个公式．