夏季某日午后，某地区距地面约1km的空中有两块乌云，相距3km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×109V不变．已知空气的电场击穿场强为3×106V/m．请对以下问题

Question

夏季某日午后，某地区距地面约1km的空中有两块乌云，相距3km，它们因与空气摩擦带电，致使两块乌云之间的电势差能保持约为3×10⁹V不变．已知空气的电场击穿场强为3×10⁶V/m．请对以下问题进行估算．
（1）当两块乌云相距多少米时会发生电闪雷鸣？
（2）当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放多少能量？
（3）]这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为多大？

Answer 1

（1）由U=Ed可得乌云与建筑物间的距离为：d=(U)/(E)=(3×109)/(3×106)=1000m，
  （2）释放的能量为电场力做功：W=Uq=3×10⁹×500=1.5×10¹²J
  （3）I=(q)/(t)＝(500)/(0.01)＝5×104A
答：（1）当两块乌云相距1000米时会发生电闪雷鸣
 （2）当电闪雷鸣时，若两块乌云之间通过的电荷量为500C，可释放1.5×10¹²J
（3）]这次放电现象历时约0.01s，则其平均电流约为5×10⁴A