1.
雷电是大气中的放电现象，使用避雷针可以防止雷电对高层建筑的危害。
(1)
富兰克林为研究雷电现象，设计了如图甲所示的装置。帽形金属钟A上面与较长的避雷针相接，下面用等长细导线悬挂两个金属小球，形成验电器D，帽形金属钟B接地，两钟之间有一个用绝缘丝线悬挂的金属小球C。不带电时三个金属小球均静止下垂。若带负电的云层靠近避雷针时，金属小球C会左右来回撞击A、B钟发出响声，同时看到验电器D上的两个金属小球张开一定角度。
(2)
在某次避雷放电前，避雷针附近的电场线分布如图所示，图中央的竖直黑线AB代表了避雷针，CD为水平地面、M、N、P是电场中三个点，其中M、P是关于AB直线对称的两个点，下列说法正确的是（ ）
(3)
当雷暴云中正电荷区与负电荷区的电场强度达到一定程度时、空气将被击穿、从而形成我们看到的闪电。在某次闪电中，云和大地间的电压为1×108V，则一个电子从云层运动到地面，其电势能变化量ΔEP为J。
(4)
雷电击中地面或高压输电线掉落到地面时，都会在以落地点为中心的一定区域内的地面上形成一个强电流场，如图所示，一条电势远高于地面的高压直流输电线掉落在地面上的O点（O点附近地质结构分布均匀），图中O、A、B、C在同一直线上，AB=BC，图中的虚线是等势线，则A、B、C三点中，点的电势最高；A、B间电压B、C间电压（填“大于”“小于”或“等于”）
（1）验电器D上的两个金属小球因带电（填“正”或“负”）而张开。
（2）如图乙，验电器D上的两个金属小球位置等高，质量均为m，相距为L，且可视作点电荷。悬线与竖直方向的夹角均为θ，已知重力加速度为g，静电常量为k，不考虑金属钟与小球间的作用力，假设两个金属小球各带有相同的电荷量，电荷量的大小为。
【考点】
电势差与电场强度的关系;