Question

13．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1.0×10⁹V，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60μs．假定闪电前云地间的电场是均匀的．根据以上数据，下列判断错误的是（　　）

• A． 闪电电流的瞬时值可达到1×10⁵A
• B． 整个闪电过程的平均功率约为1×10¹⁴W
• C． 闪电前云地间的电场强度约为1×10⁶V/m
• D． 整个闪电过程向外释放的能量约为6×10⁶J

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：A、根据电流强度的定义式可得，电流为：I=$\frac{Q}{t}=\frac{6}{6×1{0}^{-5}}=1×1{0}^{5}A$（注意单位的正确换算），所以A正确．
BCD、释放的能量等于电场力做功为：W=QU=6×1.0×10⁹=6×10⁹J；
所以第一次闪电的平均功率为为：P=$\frac{W}{t}=\frac{6×1{0}^{9}}{6×1{0}^{-5}}$=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，
而电场强度的大小为为：E=$\frac{U}{d}$=1×10⁶V/m，故C正确，BD错误．
因选错误的，故选：BD．

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．