Question

2．閱讀短文，回答問題：磁懸浮列車
磁懸浮列車是由無接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)組成的新型交通工具，是高新技術(shù)的產(chǎn)物．上海磁懸浮列車于2003年1月4日正式開始商業(yè)運(yùn)營．正線全長約30km，設(shè)計(jì)最高運(yùn)行時(shí)速430km/h，單向運(yùn)行時(shí)間7min20s．
（1）上海磁懸浮列車的結(jié)構(gòu)如圖甲所示．要使列車懸浮起來，車身線圈的上端是S極．

（2）如果列車在單向運(yùn)行過程中，只�？恳徽荆�那么，�？繒r(shí)間約為140s（設(shè)磁懸浮列車全程均以360km/h的速度行駛）．
（3）圖乙是另一種磁懸浮列車的設(shè)計(jì)原理圖，A是磁性穩(wěn)定的電磁鐵，安裝在鐵軌上，B是安裝在車身上（緊靠鐵軌上方）的電阻非常小的螺線管．螺線管B與電磁鐵A之間相互排斥（選填“排斥”或“吸引”），從而使列車懸浮在鐵軌上方．

Answer 1

分析 （1）從懸浮入手，結(jié)合磁極間作用規(guī)律即可確定車廂線圈上端的極性；
（2）求出假如列車不停站所用的時(shí)間，結(jié)合列車實(shí)際單向運(yùn)行的時(shí)間，兩者之差就是列車在這一站�？康臅r(shí)間；
（3）安培定則：用右手握著螺線管，四指指向電流的方向，大拇指指的方向是螺線管的N極．

解答 解：（1）在甲中，要使列車懸浮起來，應(yīng)把車身吸引上來，由于軌道線圈的下端為N極，根據(jù)異名磁極相互吸引，故車身線圈上端是S極．
（2）在此過程中，列車的速度v=360km/h=100m/s，路程s=30km=3×10⁴m，
由公式v=$\frac{s}{t}$得，
列車不停靠站單線運(yùn)行一趟所用的時(shí)間為：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3×1{0}^{4}m}{100m/s}$=300s，
列車時(shí)間運(yùn)行一趟所用的時(shí)間：t₁=7min20s=440s，
由此可知列車在這一站�？康臅r(shí)間為：t'=t-t₁=440s-300s=140s．
（3）在乙中，根據(jù)安培定則知，通電螺線管B的上端是N極，下端是S極．要使車懸浮起來，應(yīng)把車身排斥上去，相對的兩個(gè)磁極應(yīng)相互排斥，即圖乙是根據(jù)同名磁極相互排斥的原理來使車身和軌道脫離．
故答案為：（1）S極；（2）140s；（3）排斥．

點(diǎn)評 此題綜合了磁極間的作用規(guī)律、速度的計(jì)算、右手螺旋定則在磁懸浮列車上的應(yīng)用等知識(shí)點(diǎn)，題目的難度不大，理解列車運(yùn)行的物理過程是解決此題的關(guān)鍵．兩種車懸浮的道理都是利用磁極間的相互作用規(guī)律：同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引．