中考题关注的磁悬浮列车

中考题关注的磁悬浮列车

江苏沛县张街中学　张振楼

　　高速磁悬浮列车是20世纪的一项技术发明，其原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥，异性相吸”的性质，使磁铁具有抗拒重力的能力，从而使列车悬浮在轨道上。即“磁性悬浮”。“若即若离”，是磁悬浮列车的基本工作状态。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上，使列车完全脱离轨道而悬浮行驶，成为“无轮”列车，时速可达几百Km以上。

　　由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁悬浮列车也有两种相应的形式：一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上的线圈形成的磁场之间所产生的相斥力，使车体悬浮运行的铁路，即“排斥式”;另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁浮列车，它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁，在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板，控制电磁铁的电流，使电磁铁和导轨间保持10毫米(正负误差2毫米)的间隙，并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡，从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行，即“吸引式”。

　　南通市中考题：

　　磁悬浮列车是有无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物。上海磁悬浮列车示范运营项目于2006年4月26日正式通过国家验收。正线全长约30km，设计最高运行时速430km/h，单向运行时间7min20s。

　　(1)上海磁悬浮列车的结构如图1—甲所示。要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是_____极。

　　(2)图乙是另一种磁悬浮列车的设计原理图，A是磁性稳定的电磁铁，安装在铁轨上，B是安装在车身上(紧靠铁轨上方)的电阻非常小的螺线管。B中电流方向如图乙所示，请在图中标出通电螺线管的N极，螺线管B与电磁铁A之间相互________(选填“排斥”或“吸引”)，从而使列车悬浮在铁轨上方。

　　解析：分析图甲知上海磁悬浮列车的结构属“吸引式”。所以要使列车悬浮起来，车身线圈的上端应是S极。

　　拓展：江苏徐州市课改试验区的考题比它还多了一步，图2。在判断出车身线圈的上端应是S极的基础上，还要在图中画出车厢线圈的绕线。同学们不妨用右手安培定则判断一下。

　　分析图乙知它属“排斥式”。用右手螺旋定则判断B的上端为N极，下端为S极。螺线管B与电磁铁A之间相互排斥，从而使列车悬浮在铁轨上方。其车体结构如图3。

　　拓展：请同学们在图3中，标出通电螺线管A所示绕线中所通电流方向。