Question

一次闪电过程通常由若干个相继发生的闪击构成，每个闪击持续时间很短，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2km；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5×10^-5s．若闪电前云地间的电场可以看做匀强电场，试估算：
（1）闪电前云地间的电场强度大小．
（2）第一个闪击过程中闪电电流的平均值．
（3）第一个闪击过程中释放的能量．

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：（1）电场强度大小 E=

U

d

=

1.0 ×109

2×103

v/m=5×10⁵ v/m．
（2）平均电流 

.

I

=

q

t

=

6

5×10-5

A=1.2×10⁵ A．
（3）第一个闪击过程中释放的能量  W=qU=6×1.0×10⁹J=6×10⁹J．
答：（1）闪电前云地间的电场强度大小是5×10⁵ v/m．
（2）第一个闪击过程中闪电电流的平均值是1.2×10⁵ A．
（3）第一个闪击过程中释放的能量是6×10⁹J．

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．