Question

打雷時雷聲和閃電同時發生，但我們總是先看到閃電后聽到雷聲，這說明光的傳播速度比聲的傳播速度________．在夏季雷雨天的一次閃電中，若帶電云層與地面間的電壓為3×10⁹V時發生雷擊，在4×10^-5s內有20C的電荷導入大地，則這一過程的平均電流為________A，釋放了________J電能，若全部轉化為內能，這相當于質量為________㎏的煤完全燃燒釋放的能量．（煤的熱值為3×10⁷J/㎏）

Answer 1

快    5×10⁵    6×10¹⁰    2×10³
分析：（1）光在真空中的傳播速度是宇宙中最快的速度，為3×108m/s；聲音在空氣中的傳播速度為340m/s．
（2）已知電荷量Q=20C，電荷導入大地的時間t=4×10^-5s，利用公式 I=可求出這一過程的平均電流．
（3）根據題目中提供的U=為3×10⁹V，t=4×10^-5s，和（2）求出的I，由公式W=UIt可得釋放的能量．
（4）根據燃料燃燒放出熱量的公式Q=qm變形可計算，若全部轉化為內能，這相當于多少質量的煤完全燃燒釋放的能量
解答：（1）閃電和打雷總是同時發生的，但由于光在空氣中的傳播速度要遠遠大于聲音的傳播速度，所以我們總是先看見閃電后聽到雷聲；
（2）I===5×10⁵A．
（3）W=UIt=3×10⁹V×5×10⁵A×4×10^-5s=6×10¹⁰J．
（4）已知：Q=6×10¹⁰J，q=3×10⁷J/kg，
由Q=qm 得，
m===2×10³kg．
故答案為：快；5×10⁵A；6×10¹⁰J；2×10³kg．
點評：對于這道題目，題意比較復雜、拗口，而且對于電流的定義式，很多學生不是非常熟悉，所以對他們而言，題目稍微有點難，不過，如果見已知條件依次列下來，抽絲剝繭，根據相關公式，題目也是可以算出的．