Question

【題目】閱讀《無翅飛奔﹣﹣磁懸浮列車》回答問題．

無翅飛奔——磁懸浮列車

磁懸浮列車(如圖所示)是現代新型的軌道交通工具，是對傳統輪軌鐵路技術的一次革新．磁懸浮列車不使用機械力，主要靠電磁力使車體浮離軌道．由于軌道的磁力作用使列車懸浮在空中，行走時無需接觸地面，因此我們叫它“會飛的列車”．因沒有軌道摩擦，其阻力只有空氣阻力，所以，磁懸浮列車車速有了較大的提升．輪軌普通列車的速度約為120 km/h，輪軌高速列車的速度約為300 km/h，而磁懸浮列車的最高速度可以達到500 km/h，比高鐵還要快，是當今世界上最快的地面客運交通工具之一．

磁懸浮列車具有速度快、爬坡能力強、能耗低、噪聲小、安全舒適、不燃油、污染少等優點；采用高架方式，占用的耕地很少；與普通的輪軌列車相比還具有性價比高、壽命長、維修費用低、節能環保等優點．在整個運行過程中，它是在無接觸、無摩擦的狀態下實現高速行駛的，因而具有“地面飛行器”及“超低空飛行”的美譽．

磁懸浮列車是一種采用無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統的磁懸浮高速列車系統．它是利用磁極相互作用，即“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”的原理，讓磁鐵對列車產生向上的磁力來抗拒地心引力，使車體完全脫離軌道，懸浮在軌道上方，騰空行駛．

由于磁鐵有同性相斥和異性相吸兩種不同的磁作用，因此磁懸浮列車也有兩種相應的工作形式：一是利用磁鐵同性相斥原理設計的電磁運行的磁懸浮列車，它利用車上超導體電磁鐵形成的磁場與軌道上線圈形成的磁場之間所產生的相互斥力，使車體在懸浮的鐵路上運動．二是利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵，在T形軌道的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導軌間保持10 mm左右的間隙，并使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于導軌面上運行．

磁懸浮列車上裝有電磁體，鐵路底部則安裝線圈．通電后，地面線圈產生的磁場極性與列車上的電磁體極性總保持相同，兩者“同性相斥”，排斥力使列車懸浮起來．鐵軌兩側也裝有線圈，交流電使線圈變為電磁體．它與列車上的電磁體相互作用，使列車前進，列車上某點的電磁體(N極)被軌道上靠前一點的電磁體(S極)所吸引，同時被軌道上稍后一點的電磁體(N級)所排斥，結果一“拉”一“推”，這樣，列車由于電磁極性的轉換而得以持續向前奔馳．

請根據上述材料，回答下列問題：

(1)磁懸浮列車是利用____________的原理實現懸浮；

(2)利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車，其高速運行時，導軌鋼板對列車的吸引力和列車________相等；

(3)簡述磁懸浮列車在設計時，為提高運行速度，采取了哪些措施．__________ 。

Answer 1

【答案】同名磁極相斥、異名磁極相吸 重力 磁懸浮列車是利用磁力使得車體和軌道之間分離，利用接觸面彼此分離的方法減小摩擦力

【解析】

（1）磁極間的相互作用：同名磁極相斥，異名磁極相吸；
（2）根據題意分析高速運行時，導軌鋼板對列車的吸引力和哪個力相等；
（3）從減小摩擦力的方式進行分析即可判斷。

（1）根據題目“磁懸浮列車是一種采用無接觸的電磁懸浮、導向和驅動系統的磁懸浮高速列車系統，它是利用磁極相互作用，即“同名磁極相互排斥，異名磁極相互吸引”的原理，讓磁鐵對列車產生向上的磁力來抗拒地心引力，使車體完全脫離軌道，懸浮在軌道上方，騰空行駛。”可知，磁懸浮列車是利用同名磁極相斥、異名磁極相吸的原理實現懸浮；

（2）根據題中“磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車，它是在車體底部及兩側倒轉向上的頂部安裝磁鐵，在T形軌道的上方和伸臂部分下方分別設反作用板和感應鋼板，控制電磁鐵的電流，使電磁鐵和導軌間保持10mm左右的間隙，并使導軌鋼板的吸引力與車輛的重力平衡，從而使車體懸浮于導軌面上運行”可知，利用磁鐵異性相吸原理而設計的電動力運行系統的磁懸浮列車，其高速運行時，導軌鋼板對列車的吸引力和列車重力相等；

（3）由于列車是懸浮的，所以磁懸浮列車是利用磁力使得車體和軌道之間分離，即使得接觸面彼此分離的方法減小摩擦力。