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阅读短文,回答问题.
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,轨道线圈上端为S极.上海磁悬浮列车示范运营线项目于2006年4月26日正式通过国家竣工验收.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所示.要使列车悬浮起来,车厢线圈的上端是______极.若列车总质量是100t,磁悬浮列车行驶时,强大的磁力使列车上升10mm,那么上升过程中磁力对列车做功______J.(g取10N/kg)
(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______s(设磁悬浮列车全程均以360km/h的速度行驶).

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(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. 将列车向上提升,是克服列车的重力做功,根据功的计算公式可以求出磁力对列车所做的功. (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. 【解析】 (1)要使列车悬浮起来,就要受到一个向上的磁力,由于轨道线圈的下端为N极,由此确定车厢线圈的上端为S极,两者相互吸引,从而对列车施加一个向上的力. 列车的重力:G=mg=1.0×105kg×10N/kg=106N.    车轨对列车施加的力等于列车的重力,即:F=G=106N,列车上升的高度L=10mm=0.01m. 上升过程中磁力对列车做功:W=FL=106N×0.01m=1×104J. (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=得,t=. 列车不停靠站单线运行一趟所用的时间为:t===300s. 列车时间运行一趟所用的时间t1为7min20s,即为440s. 由此可知列车在这一站停靠的时间为:t1-t=440s-300s=140s 答:(1)车厢线圈的上端是S极;上升过程中磁力对列车做功1×104J. (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.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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