Question

17．閱讀以下材料，回答相關問題．
據多家北京媒體報道，北京市首條中低速磁懸浮交通線路S1線如今已基本全線開工建設，預計將于2016年底開通運行．資料顯示，這條磁懸浮線路將連接北京西部的門頭溝新城和石景山區蘋果園站，線路全長10236米，其中高架段9953米，隧道段283米，共設車站8座，全部為高架站．線路運營初期將配備10列中低速磁懸浮列車，該列車由6節車廂編組而成，長約94米、寬3米，整列車最高可容納1032個乘客，整車采用高鐵車輛廣泛應用的鋁合車整體結構，外觀簡潔且富有現代感，在防火安全、隔音降噪、乘坐舒適性方面達到國際標準．
北京市磁懸浮S1線采用的是自主知識產權的中低速磁懸浮技術，列車時速只有100-120公里（1公里等于1千米），對環境影響大大降低．相比傳統軌道交通，中低速磁懸浮具有節能、環保、噪音小、轉彎半徑小，爬坡能力高等特性，造價略高于輕軌，而遠低于地鐵．
磁懸浮線路產生的輻射會不會過大？專家介紹說，中低速磁懸浮列車行駛時，1米距離的輻射值比日常使用的電磁爐表面還要低，3米外的輻射值比微波爐輻射值的一半還低，到了5米遠，輻射值比使用電動剃須刀還要小，而到了10米距離，其輻射量完全淹沒在環境背景中，專業的檢測儀器都檢測不到了．
線路周邊居民也不必對列車噪音問題過分擔心．“運行期間，列車將浮起約1厘米．”列車生產企業中國北車技術人員向記者介紹，S1線中低速磁浮列車的運行，依靠電磁鐵與軌道產生的電磁吸力使列車浮起，車身與軌道之間保持一定的氣隙而不直接接觸，從而沒有了輪軌激烈摩擦的噪聲．
（1）S₁線中低速磁浮列車的運行，根據異名磁極相互吸引的原理使列車浮起；
（2）如果S₁線中低速磁浮列車調試運行時，中間不停靠且以最低速度勻速通過高架段的時間約為6分鐘；（保留整數）
（3）若磁浮列車總質量是2.5×10⁴kg，列車行駛時，強大的磁力使列車上升0.01米，那么上升過程中磁力對列車做功為2500J；（g取10N/kg）
（4）S₁中低速磁浮交通線路的主要環保優勢是節能、噪音小．

Answer 1

分析 （1）磁極間相互作用規律：同名磁極相互排斥、異名磁極相互吸引；
（2）已知磁懸浮列車運行的路程和最低速度，利用公式t=$\frac{s}{v}$計算運行時間；
（3）根據二力平衡的條件可知，磁力等于車廂的重力，根據公式W=Gh可求磁力對該車廂做的功；
（4）中低速磁浮列車具有節能、環保、噪音小、轉彎半徑小，爬坡能力高等特性

解答 解：
（1）磁浮列車是利用異名磁極相互吸引的原理懸浮在軌道上方的；
（2）全程路程s=10236m=10.236km，列車的最低速度：v=100km/h，
由v=$\frac{s}{t}$得，S₁線中低速磁浮列車，中間不停靠且以最低速度勻速通過全程的時間：t=$\frac{s}{v}$=$\frac{10.236km}{100km/h}$≈0.1h=6min；
（3）磁力等于車廂的重力F=G=mg=25000kg×10N/kg=250000N，
上升高度h=1cm=0.01m，
磁力對該車廂做的功W=Gh=250000N×0.01m=2500J．
（4）由資料可知，中低速磁浮列車的環保特點為節能、噪音小．
故答案為：（1）吸引；（2）6；（3）2500；（4）節能、噪音小．

點評 本題考查速度公式和做功的計算以及單位的換算，關鍵是公式的應用，知道要求平均速度先求總路程和總時間，知道磁力等于車廂的重力，還要知道做功的條件是有力作用在物體上和物體在力的方向上移動距離．