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1、磁悬浮技术与磁悬浮列车1 前言轮轨列车之所以能够在轨道上牵引运行， 是依靠黏着力来实 现的。在运行速度上，轮轨列车具有很大的局限性。（1）车轮与轨道之间的黏着力限制了轮轨列车的高速行驶。 轮轨列车是依靠车轮踏面与钢轨表面相互作用而产生的黏着力 运行的。 黏着力不仅跟车轮踏面与钢轨表面状况有关， 而且与列 车的运行速度有关。 随着轮轨列车运行速度的不断增加， 轮轨间 的黏着力也在不断减小。 同时， 列车运行时所受的空气阻力也会 随着运行速度的增加而增大。 当列车所受到的牵引力值与阻力值 大小相等时，加速度为 0，列车的速度将不再增加，此时轮轨列 车的运行速度便是其极限速度， 即最高运行速度。 由

2、于此种原因， 即便是轮轨列车中的高速动车组其正常运营速度也很难突破 400 km/h。（2）现在的高速轮轨列车几乎全部都是靠电力驱动和牵引 的电力机车。 为了从接触网上获得电能， 在电力机车的车顶部分 都会装有受电弓装置。 受电弓通过其顶部的碳滑板和接触网导线 相接触， 从接触网上获得电能， 并通过车载高压电缆将其传送到 机车内部， 驱动牵引电动机工作。 为了确保受电弓和接触网导线 之间接触良好， 受电弓必须具有大小适中且方向向上的压力。 电 力机车运行时， 接触网导线和碳滑板之间产生滑动摩擦， 并且二 者之间的接触压力会随着机车运行产生变化。 如果受电弓和接触 网之间出现离线情况， 就会产生

3、电弧放电现象， 进而对接触网和 受电弓产生烧蚀， 造成严重事故。 弓网的离线率会随着机车运行 速度的增加而迅速增大， 进而对弓网的烧蚀更加严重。 目前为止， 受电弓的最大工作速度约为 450km/h - 500 km/h 。（3）安全制动。轮轨列车制动时所需的制动力依靠的是黏 着力。列车运行时，运行速度越高，黏着力越小，其制动距离越 大，从而严重影响列车的安全。（4）运营成本。轮轨铁路其建造成本随着轮轨列车运行速 度的提高而快速增加。 300km/h 高速轮轨铁路其建造成本比 200km/h快速轮轨铁路建造成本高近 2倍，比120km/h普通轮轨 铁路的建造成本高 3至8倍1 。以上 4 点因

4、素严重影响了轮轨列车在未来的发展前景。 随着 世界各国经济不断地发展， 各国经济实力逐渐增强。 为了适应国 内的经济发展以及满足民生的需求， 不断提升国内交通系统的运 输能力，研制新型的交通运输工具势在必行。于是，世界上许多 国家先后开展了对磁悬浮列车的研发并取得了一系列令全世界 瞩目的成就。2 磁悬浮技术的原理磁悬浮系统由 4 部分构成，分别为控制单元、执行单元、转 子和传感器。执行单元由 2 部分构成，即功率放大器和电磁铁。 传感器检测转子和电磁体之间的悬浮间隙， 控制单元将传感器反馈的悬浮间隙与预定的悬浮间隙进行比较， 通过控制算法计算出 控制量。系统图如图 1 所示。将电流通入电磁铁绕

5、组中，会产生电磁力。改变电流大小， 使电磁力大小和转子重力大小相等，此时转子所受合力为0，其处于平衡状态并悬浮于地面上空 2 。当一个向下的干扰作用在转子上时， 转子便会向下运动， 偏 离原来的平衡位置， 其与电磁铁之间的悬浮间隙增大， 电磁铁对 转子的电磁力减小。 此时传感器就会检测出新的悬浮间隙并反馈 给控制单元， 经控制单元比较与计算后输出控制信号， 控制信号 由功率放大器转换成控制电流， 控制电流通入电磁铁线圈， 电磁 铁产生电磁力 （此时的电磁力比原来的电磁力大） 并作用在转子 上，最终转子移动到原来的平衡位置。传感器不断地采集悬浮间隙数值， 控制单元不断地比较与计 算，电磁铁线圈中

6、的电流不断地及时校正， 以此维持悬浮间隙的 恒定。因此，无论是向上或者向下的干扰作用于转子，转子最终 都会移动到原来的平衡位置并且始终处于稳定悬浮状态 3 。3 磁悬浮列车 磁悬浮列车的出现是世界交通运输史上一次伟大的颠覆式 革命。它颠覆了轮轨列车传统的运行模式， 完全实现了列车与轨 道之间无接触、 无摩擦的运行模式。 由于磁悬浮列车与轨道之间 没有摩擦力，其理论速度可达每小时几千千米 4 ，甚至更高。 因此，它在未来拥有十分广阔的发展前景。磁悬浮列车主要由三大系统构成， 即悬浮系统、 导向系统以 及推进系统。 它利用电磁力来实现自身的悬浮和导向， 利用直线 电机产生的电磁力作为自身运行的动力

• 科目： 来源： 题型：单选题

• 科目： 来源： 题型：

  人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶。列车的速度很大，是采取了下列那些可能的措施

• 科目： 来源： 题型：

  人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（   ）

• 科目： 来源： 题型：

  人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（   ）

• 科目： 来源：学年福建省罗源一中高一3月月考物理试卷 题型：单选题

  人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（  ）
  

• 科目：简单 来源：2013届福建省高一3月月考物理试卷 题型：选择题

  人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（   ）

• 科目：偏易 来源：不详 题型：单选题

  人们设计出磁悬浮列车，列车能以很大速度行驶，列车的速度很大，是采取了下列哪些可能的措施（  ）
  

• 科目： 来源： 题型：阅读理解

  阅读下面的文字，完成1—4题。

  ①有消息说，有关方面正研究广州至香港开通磁悬浮列车的可行性，一旦实现，穗港单程只要半小时。而上海那条示范性的短线磁悬浮列车建成后，由浦东国际机场到浦东中心龙阳路地铁站30公里，大概只走7分钟，而乘火车要23分钟。将来，若中国南北8800公里都通上磁悬浮列车，从北京到上海，仅需3．5小时，而普通火车则需l2小时，即使坐飞机（连到机场候机时间）也得3小时。

      ②有人担心磁悬浮列车太快不安全，其实是误解，因为磁浮底部有装置包着路轨，故不可能出轨。即使停电，车上后备电源也可维持磁场，将车慢慢煞停。有人怕磁场影响身体，但据测试，磁场对人的影响仅是电视的五分之一。

      ③那么，磁悬浮列车是怎样“飞”起来的呢?这要归功于超导新技术。

  ④1911年，荷兰物理学家昂内斯将水银冷却到零下40℃，使它凝固为一条线，并对它通以电流。当温度降至零下268.9℃时，他发现水银中的电阻突然消失了。后来人们把这种电阻突然消失的现象叫做“超导”现象。进一步的研究发现：处在超导状态下的物质，具有完全导电性和完全抗磁性两个基本特性。超导体的完全抗磁性，会对磁铁产生一个向上的斥力，足以抵消磁铁下落的重力，于是磁铁便会悬空飘浮。磁悬浮列车就是利用磁极同性相斥的原理，将超导磁体安装在列车底部，在其线圈内流着持久的激磁电流，产生很强的磁场，再在轨道上铺设连续的良导体薄板。电流从超导体中流过时，产生磁场，形成一种向下的推力，当推力与车辆重力平衡时，车辆就可悬浮在轨道上方一定的高度了。通过改变电流来控制磁场强度，就能使悬浮高度得以调整。由于是悬浮，所以运行时无震动、无污染。也不会脱轨。

      ⑤乘上磁悬浮列车会有什么感受?位于德国西北面叫莱顿的偏僻小镇有个试车场，当初是政府准备用来研究磁悬浮列车的，但如今成了旅游点，每次坐车10分钟。

      ⑥磁悬浮列车外貌跟一般火车无异，最大区别是上无电缆，下无车轮，里面陈设没什么特别。

      ⑦磁悬浮名副其实，启动时像浮在水上的小艇一样两边摇荡。但当火车加速后，车身就极稳定，全无晕浪的感觉。

      ⑧试车场15年前建成，全程31公里，最小的一个急弯直径仅2公里。对一般高速火车来讲算很急，一定要很慢才行得过。磁悬浮列车竞能以时速200公里驶过，由于速度快，离心力大，像飞机转急弯一样侧向一边，离地倾斜12度。

  ⑨转完弯，磁悬浮列车驶到中间14公里长的大直路，向极速挑战。一般高速火车要行驶25公里才能加速到时速300公里，但磁悬浮列车行驶5公里便达到，且还不停加速。在这样的速度下，车厢里却出奇的宁静、稳定，没有隆隆的火车声，只有外面飒飒风声；窗外什么都向后飞。

      ⑩一时间，大家都失去了快慢的感觉，惟有定睛望着墙身的速度计，“300、325、350……”一面心下嘀咕磁悬浮可有多快，一面紧握手中相机，等待把最高速度拍下来，见证自己一生最快的速度。终于，速度计打出“409”，便开始减速，这个速度陆地上没任何一种交通工具能比得上。车停后，大家这才松一口气，有的还拍起手来……

  1．从全文看，磁悬浮列车有哪些特点?

  2．第②段文字中加点词语“据测试”“仅”能否删掉?为什么?

  3．文中第⑨段画线句主要运用了哪些说明方法?其作用是什么?

  4．文中第⑩段是记叙性文字，它对说明磁悬浮列车有怎样的作用?

• 科目：困难 来源：2016届江苏省江阴市九年级上学期第一次月考语文试卷（解析版） 题型：现代文阅读

  ①一辆镶有红边、流线型的白色列车在轨道上启动，当火车加速到每小时100千米的刹那间，整辆列车竟然升离路轨，在离轨面30厘米处继续向前加速行驶，此时滑行速度已超过每小时500千米，但火车行驶十分平稳，没有震动，更没有废气和噪声。这便是日本和德国制成的超导磁悬浮列车试验时的情景。

  ②从理论上讲，超导磁悬浮列车可以达到每小时1万千米的速度，这一速度远远超过子弹从枪膛里射出的速度，可以与洲际导弹的速度相媲美。这样，从北京到上海只需10分种，而以同样的时间，一架普通的民航客机只能飞很短一段距离。科学家们希望，在21世纪实施这一项先进的运输系统。

  ③超导磁悬浮列车的底部装有超导材料做成的超导磁体，它会产生强大的磁场，并且使地面的轨道上产生相同的磁场。由于磁的同性相斥的道理，于是整辆列车就由看不见的磁场支撑起来，悬浮在轨道上面。同时，在轨道上装有大型线圈，能在列车的前方产生一个磁极相反的磁场，利用磁的异性相吸的原理，吸引着车底的超导磁体，从而达到使列车飞驶向前的目的。

  ④ 超导磁悬浮列车的性能、速度都超过了飞机，所消耗的能源又极少。而且列车的能源是可以重复使用的，因为正在减速的列车可以将车身的动能转化为电能，人们就可以将这个电能重新用来推进另一列列车。科学家估计，磁悬浮列车的动能利用率可以达到97％。

  ⑤超导磁悬浮列车是在地下的真空隧道中运行的。采用真空隧道，可以免去气流与车身产生的摩擦，既加快了行车速度，又能使动能的损耗减小到很小很小。

  ⑥超导磁悬浮列车既然有这么多的优越性，那么什么时候它才能走进人们的生活当中呢？目前，超导磁悬浮列车还面临着两个难题。一个难题是，最好能再进一步提高超导体的临界温度（-190℃），这样，人们就有条件得到比较便宜、比较多的超导材料。在这方面，中国科学家取得了令人振奋的，使全世界为之瞩目的突破性进展。

  ⑦另一个难题是，要让超导磁悬浮列车通车，需要挖掘工程浩大的地下隧道，以便它能通过高山、雪地、平原、沼泽等不同的地理环境，达到便利交通的目的。

  ⑧为了降低开挖地下隧道的成本，科学家提出一个设计方案，名叫组合隧道方案。就是说，让隧道除了能使磁悬浮列车通行以外，还把输油管、电缆、光纤通讯等同时放进去，一道多用，这样就可以让各有关方面都来投资。

  ⑨将来，超导磁悬浮列车会是地球上一种主要的运输工具，因为它的高速度和低污染是人类社会所希望的。在地下行走还可免得受自然界气候条件变化的影响，有雾、刮风、下雨、下雪都不必担心。当然，从现在看，建造这样一个运输系统，需要天文数字的高额经费，这样多的费用应该成为一种国际性的投资。但是，由于它本身所具有的有用价值和贡献，比任何数量的投资都更为可贵。这就为超导磁悬浮列车早日投入运行奠定了基础。

  ⑩当然，如能让超导磁悬浮列车到地面上来行驶，这更是科学家们求之不得的事，他们正在为此而不懈地努力着，预计2020年将会走进人们的生活。
  1.作者认为超导磁悬浮列车将会是地球上一种主要的运输工具，那么它有哪些优越性？（2分）
  2.第②段划线句子运用了什么说明方法？有何作用？（2分）

• 科目：中等 来源：2016届江苏省江阴市九年级上学期第一次月考语文试卷（解析版） 题型：现代文阅读

  ①一辆镶有红边、流线型的白色列车在轨道上启动，当火车加速到每小时100千米的刹那间，整辆列车竟然升离路轨，在离轨面30厘米处继续向前加速行驶，此时滑行速度已超过每小时500千米，但火车行驶十分平稳，没有震动，更没有废气和噪声。这便是日本和德国制成的超导磁悬浮列车试验时的情景。

  ②从理论上讲，超导磁悬浮列车可以达到每小时1万千米的速度，这一速度远远超过子弹从枪膛里射出的速度，可以与洲际导弹的速度相媲美。这样，从北京到上海只需10分种，而以同样的时间，一架普通的民航客机只能飞很短一段距离。科学家们希望，在21世纪实施这一项先进的运输系统。

  ③超导磁悬浮列车的底部装有超导材料做成的超导磁体，它会产生强大的磁场，并且使地面的轨道上产生相同的磁场。由于磁的同性相斥的道理，于是整辆列车就由看不见的磁场支撑起来，悬浮在轨道上面。同时，在轨道上装有大型线圈，能在列车的前方产生一个磁极相反的磁场，利用磁的异性相吸的原理，吸引着车底的超导磁体，从而达到使列车飞驶向前的目的。

  ④ 超导磁悬浮列车的性能、速度都超过了飞机，所消耗的能源又极少。而且列车的能源是可以重复使用的，因为正在减速的列车可以将车身的动能转化为电能，人们就可以将这个电能重新用来推进另一列列车。科学家估计，磁悬浮列车的动能利用率可以达到97％。

  ⑤超导磁悬浮列车是在地下的真空隧道中运行的。采用真空隧道，可以免去气流与车身产生的摩擦，既加快了行车速度，又能使动能的损耗减小到很小很小。

  ⑥超导磁悬浮列车既然有这么多的优越性，那么什么时候它才能走进人们的生活当中呢？目前，超导磁悬浮列车还面临着两个难题。一个难题是，最好能再进一步提高超导体的临界温度（-190℃），这样，人们就有条件得到比较便宜、比较多的超导材料。在这方面，中国科学家取得了令人振奋的，使全世界为之瞩目的突破性进展。

  ⑦另一个难题是，要让超导磁悬浮列车通车，需要挖掘工程浩大的地下隧道，以便它能通过高山、雪地、平原、沼泽等不同的地理环境，达到便利交通的目的。

  ⑧为了降低开挖地下隧道的成本，科学家提出一个设计方案，名叫组合隧道方案。就是说，让隧道除了能使磁悬浮列车通行以外，还把输油管、电缆、光纤通讯等同时放进去，一道多用，这样就可以让各有关方面都来投资。

  ⑨将来，超导磁悬浮列车会是地球上一种主要的运输工具，因为它的高速度和低污染是人类社会所希望的。在地下行走还可免得受自然界气候条件变化的影响，有雾、刮风、下雨、下雪都不必担心。当然，从现在看，建造这样一个运输系统，需要天文数字的高额经费，这样多的费用应该成为一种国际性的投资。但是，由于它本身所具有的有用价值和贡献，比任何数量的投资都更为可贵。这就为超导磁悬浮列车早日投入运行奠定了基础。

  ⑩当然，如能让超导磁悬浮列车到地面上来行驶，这更是科学家们求之不得的事，他们正在为此而不懈地努力着，预计2020年将会走进人们的生活。
  1.作者认为超导磁悬浮列车将会是地球上一种主要的运输工具，那么它有哪些优越性？（2分）
  2.第②段划线句子运用了什么说明方法？有何作用？（2分）