qH3D2

落雷とは、積乱雲の下部(負に帯電している)と地表の間で放電が起こることによって電流が流れる現象である。立ち木への落雷現象を、図2のように棒を伝わって電流が流れたものとして考える。棒の中で電流が流れていた部分の電気抵抗は 1×104Ω である。電流の流れていた時間は 1×10-3s であり、この間 1×103A の一定の電流が棒を流れていたものとする。この落雷の間に棒で消費された電気エネルギーは 何J か。

図 2

#センター14本試

電気エネルギーというのは電力量のことです 電力ではありません。
電力に時間を掛けたものが電力量です
電力というのは流量のようなもので、電力量というのは絶対量のようなものです。
。電力量の式(W = IVt = I2Rt = \(\large{\frac{\ V^2}{R}}\)t)に代入して大きさを求めます。

    W = I2Rt = (1×103)2 × 1×104 × 1×10-3 = 1×106+4-3 = 1×107 [J]

 

この電気エネルギーはジュール熱のことでもあります。落雷によって棒が熱くなります(焦げたり変形したりする)。