9-13 地球周围的大气犹如一部大电机,由于雷-|||-雨云和大气气流的作用.在晴天区域大气电离层总是-|||-带有大量的正电荷,地球表面必然带有负电荷.晴天大-|||-气电场平均电场强度约为 cdot (m)^-1 方向指向地面.-|||-试求地球表面单位面积所带的电荷(以每平方厘米的-|||-电子数表示).

考查要点：本题主要考查电场强度与电荷密度的关系，以及单位换算能力。
解题核心思路：利用高斯定理建立电场强度与面电荷密度的关系，结合单位换算得出结果。
破题关键点：

1. 公式选择：根据电场强度与面电荷密度的关系式 $E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0}$，计算地球表面的面电荷密度 $\sigma$。
2. 单位转换：将计算结果从每平方米的电荷量转换为每平方厘米的电子数。

步骤1：建立电场与电荷密度的关系

根据高斯定理，均匀带电球面的电场强度公式为：
$E = \frac{\sigma}{\varepsilon_0}$
其中 $\varepsilon_0 = 8.85 \times 10^{-12} \, \text{F/m}$ 是真空介电常数。
代入已知电场强度 $E = 120 \, \text{V/m}$，得：
$\sigma = E \cdot \varepsilon_0 = 120 \cdot 8.85 \times 10^{-12} \approx 1.062 \times 10^{-9} \, \text{C/m}^2$

步骤2：计算单位面积的电子数

每个电子的电荷量为 $e = 1.602 \times 10^{-19} \, \text{C}$，单位面积的电子数为：
$n = \frac{\sigma}{e} = \frac{1.062 \times 10^{-9}}{1.602 \times 10^{-19}} \approx 6.63 \times 10^9 \, \text{个/m}^2$

步骤3：单位换算（平方米→平方厘米）

因为 $1 \, \text{m}^2 = 10^4 \, \text{cm}^2$，所以单位面积的电子数为：
$n = \frac{6.63 \times 10^9}{10^4} = 6.63 \times 10^5 \, \text{个/cm}^2$