Question

【題目】大氣中存在可自由運動的帶電粒子，其密度隨距地面高度的增加而增大，可以把離地面50km以下的大氣看做是具有一定程度漏電的均勻絕緣體(即電阻率較大的物質)；離地面50km以上的大氣則可看做是帶電粒子密度非常高的良導體，地球本身帶負電，其周圍空間存在電場。離地面h＝50 km處與地面之間的電勢差約為U＝3.0×105 V。由于電場的作用，地球處于放電狀態。但大氣中頻繁發生雷暴又對地球充電，從而保證了地球周圍電場恒定不變(可視為勻強電場)，統計表明，雷暴每秒帶給地球的平均電荷量約為q＝1800C，已知地球半徑r＝6400 km。下列說法正確的是（ ）

A. 離地面越近電勢越高 B. 大氣層的電場強度約為6×103 V/m

C. 地球漏電功率約為6×107 W D. 大氣電阻率ρ約為2×1012 Ω·m

Answer 1

【答案】D

【解析】

地球帶負電，則離地面越近電勢越低，選項A錯誤；大氣層的電場強度約為，選項B錯誤；本題中把50km厚的漏電均勻絕緣體視為一個導體，其長度為50km，橫截面積為地球的表面積，所加電壓為U=3.0×105V，則由題意得I＝q/t＝1800A，又由電阻定律得；地球漏電功率為 P=UI=3×105×1800W≈5×108W．故C錯誤，D正確；故選D.