Question

2．阅读短文，回答问题：磁悬浮列车
磁悬浮列车是由无接触的电磁悬浮、导向和驱动系统组成的新型交通工具，是高新技术的产物．上海磁悬浮列车于2003年1月4日正式开始商业运营．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甲所示．要使列车悬浮起来，车身线圈的上端是S极．

（2）如果列车在单向运行过程中，只停靠一站，那么，停靠时间约为140s（设磁悬浮列车全程均以360km/h的速度行驶）．
（3）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．螺线管B与电磁铁A之间相互排斥（选填“排斥”或“吸引”），从而使列车悬浮在铁轨上方．

Answer 1

分析 （1）从悬浮入手，结合磁极间作用规律即可确定车厢线圈上端的极性；
（2）求出假如列车不停站所用的时间，结合列车实际单向运行的时间，两者之差就是列车在这一站停靠的时间；
（3）安培定则：用右手握着螺线管，四指指向电流的方向，大拇指指的方向是螺线管的N极．

解答 解：（1）在甲中，要使列车悬浮起来，应把车身吸引上来，由于轨道线圈的下端为N极，根据异名磁极相互吸引，故车身线圈上端是S极．
（2）在此过程中，列车的速度v=360km/h=100m/s，路程s=30km=3×10⁴m，
由公式v=$\frac{s}{t}$得，
列车不停靠站单线运行一趟所用的时间为：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{3×1{0}^{4}m}{100m/s}$=300s，
列车时间运行一趟所用的时间：t₁=7min20s=440s，
由此可知列车在这一站停靠的时间为：t'=t-t₁=440s-300s=140s．
（3）在乙中，根据安培定则知，通电螺线管B的上端是N极，下端是S极．要使车悬浮起来，应把车身排斥上去，相对的两个磁极应相互排斥，即图乙是根据同名磁极相互排斥的原理来使车身和轨道脱离．
故答案为：（1）S极；（2）140s；（3）排斥．

点评 此题综合了磁极间的作用规律、速度的计算、右手螺旋定则在磁悬浮列车上的应用等知识点，题目的难度不大，理解列车运行的物理过程是解决此题的关键．两种车悬浮的道理都是利用磁极间的相互作用规律：同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引．