大学物理论文

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大学物理论文 Prepared on 22 November 2020

大学物理论文

院系:信息电子技术学院

班级:电气工程及其自动化3班

姓名&学号:

朱祺:

游高冲:

超导磁悬浮列车

信息电子技术学院

电气工程及其自动化3班

朱祺:

游高冲:

摘要:超导磁悬浮列车是利用超导磁体使车体上浮,通过周期性地变换磁极方向而获取推进动力的列车。超导磁浮列车除速度快之外,还具有无噪音、无震动、省能源的特点,有望成为21世纪交通工具的主力。

关键词:超导磁悬浮列车

引言:磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力(即磁的吸力和排斥力)来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中,行走时不需接触地面,因此只受来自空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可达每小时500公里以上,比轮轨高速列车的300多公里还要快。磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年,德国工程师赫尔曼·肯佩尔就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁悬浮列车的专利。1970年以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本等发达国家以及中国都相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。

原理:把一块磁铁放在超导盘上,由于超导盘把磁感应线排斥出去,超导盘跟磁铁之间有排斥力,结果磁铁悬浮在超导盘的上方。这种超导悬浮在工程技术中是可以大大利用的,超导悬浮列车就是一例。让列车悬浮起来,与轨道脱离接触,这样列车在运行时的阻力降低很多,沿轨道“飞行”的速度可达500公里/小时。高温超导体发现以后,超导态可以在液氮温区

(零下196度以上)出现,超导悬浮的装置更为简单,成本也大为降低。我国的西南交通大学于1994年成功地研制了高温超导悬浮实验车。1911年荷兰科学家翁纳斯在测量低温下水银电阻率的时候发现,当温度降到零下269度附近,水银的电阻竟然消失了!图1复制了当时的实验曲线。电阻的消失叫做零电阻性。所谓“电阻消失”,只是说电阻小于仪表的最小可测电阻。也许有人会产生疑问:如果仪表的灵敏度进一步提高,会不会测出电阻呢用“持久电流”实验可以解决这个问题。

由正常导体组成的回路是有电阻的,而电阻意味着电能的损耗,即电能转化为热。这样,如果没有电源不断地向回路补充能量,回路中的电能在极短时间( 以微秒计)里全部消耗完,电流衰减到零。如果回路没有电阻,自然就没有电能的损耗。一旦在回路中激励起电流,不需要任何电源向回路补充能量,电流可以持续地存在下去。

工作原理磁悬浮列车利用“同极相斥,异极相吸”的原理,让磁铁具有抗拒地心引力的能力,使车体完全脱离轨道,悬浮在距离轨道约1厘米处,腾空行驶,创造了近乎“零高度”空间飞行的奇迹。日本JR磁悬浮MLX01-2实验车

由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮列车也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路;另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁,在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板

和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10—15毫米的间隙,并使导轨钢板的排斥力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。

种类: 1.常导磁吸式(EMS)

利用装在车辆两侧转向架上的常导电磁铁(悬浮电磁铁)和铺设在线路导轨上的磁铁,在磁场作用下产生的吸引力使车辆浮起。车辆和轨面之间的间隙与吸引力的大小成反比。为了保证这种悬浮的可靠性和列车运行的平稳,使直线电机有较高的功率,

必须精确地控制电磁铁中的电流,使磁场保持稳定的强度和悬浮力,使车体与导轨之间保持大约 10mm的间隙。通常采用测量间隙用的气隙传感器来进行系统的反馈控制。这种悬浮方式不需要设置专用的着地支撑装置和辅助的着地车轮,对控制系统的要求也可以稍低一些。

2.超导磁斥式

日本磁悬浮铁路ML系统使用低温超导技术。它用液氮作为冷冻液,当线圈绕组达到-269摄氏度的温度时车载线圈绕组即进入超导状态。为了提高磁悬浮车辆上超导材料的稳定性,日本使用铌钛合金作为线圈绕组材料。

日本超导磁悬浮系统的悬浮力来自于车辆两侧。在导轨两侧的侧壁上,排列着一组组的导向绕组。当车辆高速通过时,车辆上的超导磁场会在导轨侧壁的悬浮绕组中产生感应电流和感应磁场。控制每组悬浮绕组上侧的磁场极性与车辆超导磁场的极性相反从而产生引力,下侧极性与超导磁场极性相同同而产生斥力,使得车辆悬浮起来。

由于导轨产生的悬浮磁场为感应磁场,列车运行速度越高则悬浮力越大。当列车运行速度低于120km/h之后,所产生的悬浮力较小,不足以支撑车辆悬浮。故当运行速度低于120km/h时,日本的超导磁悬浮车辆需依靠安装在转向架底部的车轮支撑行驶。

悬浮列车前行的原理:磁悬浮列车的高速前进也是利用电磁体间的磁力完成的。简单的讲就是,在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电,能将线圈变为电磁铁。由于它与列车上的超导电磁体的相互作用,就使列车开动起来。列车前进是因为列车头部的电磁体(N极)被安装在靠前一点的轨道上的电磁体(S极)所吸引,并且同时又被安装在轨道上稍后一点的电磁体(N极)所排斥。当列车前进时,在线圈里流动的电流流向就反转过来了。其结果就是原来那个S极线圈,现在变为N极线圈了,反之亦然。这样,列车由于电磁极性的转换而得以持续向前奔驰。根据车速,通过电能转换器调整在线圈里流动的交流电的频率和电压。具体地讲超导磁悬浮列车的

车辆上装有车载超导磁体并构成感应动力集成设备,而列车的驱动绕组和悬浮导向绕组均安装在地面导轨两侧,车辆上的感应动力集成设备由动力集成绕组、感应动力集成超导磁铁和悬浮导向超导磁铁三部分组成。当向轨道两侧的驱动绕组提供与车辆速度频率相一致的三相交流电时,就会产生一个移动的电磁场,因而在列车导轨上产生磁波,这时列车上的车载超导磁体就会受到一个与移动磁场相同步的推力,正是这种推力推动列车前进。其原理就像冲浪运动一样,冲浪者是站在波浪的顶峰并由波浪推动他快速前进的。与冲浪者所面对的难题相同,超导磁悬浮列车要处理的也是如何才能准确地驾驭在移动电磁波的顶峰运动的问题。为此,在地面导轨上安装有探测车辆位置的高精度仪器,根据探测仪传来的信息调整三相交流电的供流方式,精确地控制电磁波形以使列车能良好地运行。同时,列车的稳定由导向系统来控制。“常导型磁吸式”导向系统,是在列车侧面安装一组专门用于导向的电磁铁。列车发生左右偏移时,列车上的导向电磁铁与导向轨的侧面相互作用,产生排斥力,使车辆恢复正常位置。列车如运行在曲线或坡道上时,控制系统通过对导向磁铁中的电流进行控制,达到控制运行目的。

总结:作为一种新型高速交通类工具,超导磁悬浮列车已经融入到我们的生活之中。它在我们的生活中扮演者重要的角色,学习好它的结构和工作原理,能让我们更加深入对超导现象和超导磁悬浮列车的理解,使我们更好的发展并改造,使人们的生活得到更大的便捷。

参考文献

《高速磁悬浮牵引供电系统》王力天,李正鹏着

《电学与磁学》凯尔·柯克兰德着;王瑶译

大学物理小论文题目参考

《大学物理下》课程小论文基本要求 ①以宿舍为单位,一个宿舍写一篇,用word写并打印,1500字左右。最好原创。 ②打印稿必须排版工整,引文必须标明出处。参考文献3篇以上,参考文献要是公开发表的论文,不要书,不要网页内容。 中国知网上面有很多文献,从学校主页进入,点“图书馆”,查询相关数据库。 ③内容: 1、物理学电磁学及近代物理相关内容; 2、对物理学的认识,物理学是什么,有什么重大作用。生活中什么现象,什么设备,什么仪器用到了哪方面的物理知识; 3、物理学原理与工业革命或者与现代技术间的联系; 4、物理学导致的各种生活观念的变革; 5、3D技术的发展与展望; 6、干涉或衍射在精密仪器的应用; 7、自己某个问题独到的想法; 8、影视节目中体现出的物理学原理。(比如《变形金刚1、2、3》,《全面回忆》等。) 9、你认为电气工程专业应该多讲授哪些物理内容、为什么; 10、光通讯和无线网络搭建; 11、人性化智能家居、智能家电的搭建; 12、计算机模拟某个物理模型。 ④格式: 题目 专业,班级,宿舍成员姓名,学号 摘要: 关键词: 正文 参考文献:正式发表的文献(写清哪个杂志,第几页,什么时候出版的), 正式发表的硕博士论文(写清哪个学校、机构的论文,论文题目,第几页)。 ⑤评分原则:平时分30分中的20分, 网上原文摘抄最高10分。 整篇论文,符合格式,内容要求。最低12分。 两篇文章完全一样的,宿舍成员最高14分。 电磁学的计算方法,论惯性,光的本性类的文章最高14分。 纯个人感受想法,个人观点,有一定事实依据,最低16分。 网上多个资料引用并有一定个人观点,摘要总结得当,参考文献引用丰富,18分。 提交小论文时间:2013年1月份的第一次大学物理课

大学物理小论文

九江学院 Jiu jiang university 课程小论文(设计)题目:机械振动 院系:******** 专业:机械设计制造及其自动化 姓名:陈冬 年级:****** 学号:***号 指导老师:**** *****年**月**号

机械振动: 机械振动在介质中的传播称为机械波(mechanical wave)。机械波与电磁波既有相似之处又有不同之处,机械波由机械振动产生,电磁波由电磁振荡产生;机械波的传播需要特定的介质,在不同介质中的传播速度也不同,在真空中根本不能传播,而电磁波(例如光波)可以在真空中传播;机械波可以是横波和纵波,但电磁波只能是横波;机械波与电磁波的许多物理性质,如:折射、反射等是一致的,描述它们的物理量也是相同的。常见的机械波有:水波、声波、地震波。关键字:波源介质横波纵波 波源 波源也称振源,指能够维持振动的传播,不间断的输入能量,并能发出波的物体或物体所在的初始位置。波源即是机械波形成的必要条件,也是电磁波形成的必要条件。波源可以认为是第一个开始振动的质点,波源开始振动后,介质中的其他质点就以波源的频率做受迫振动,波源的频率等于波的频率。 介质 广义的介质可以是包含一种物质的另一种物质。在机械波中,介质特指机械波借以传播的物质。仅有波源而没有介质时,机械波不会产生,例如,真空中的闹钟无法发出声音。机械波在介质中的传播速率是由介质本身的固有性质决定的。在不同介质中,波速是不同的。横波 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向垂直的波,称作横波。在横波中,凸起的最高处称为波峰,凹下的最低处称为波谷。

绳波是常见的横波。 纵波 物理学中把质点的振动方向与波的传播方向在同一直线的波,称作纵波。质点在纵波传播时来回振动,其中质点分布最密集的地方称为密部,质点分布最稀疏的地方称为疏部。 声波是常见的纵波。 波长 沿着波的传播方向,两个相邻的、相对平衡位置的位移和振动方向总是相同的质点间的距离称作波长,常用λ表示。在横波中,波长等于“波峰-波峰”的长度或“波谷-波谷”的长度;在纵波中,波长等于“密部-密部”或“疏部-疏部”的长度。 频率与周期 波上任意一个质点完成一次全振动所需时间称为周期,常用T 表示;介质中的质点每秒完成全振动的次数叫做波的频率,常用f 表示。频率是周期的倒数。 波速 波速为波长和频率的乘积(v=λf ),表示波在的传播速度。机械波在特定介质中的传播速度是固定的。 所以m k 1412.0+= λ ,则f=Hz k v )14(50+=λ (K=0,1,2,3,……) 例.一列横波沿x 轴传播,波速大于6m/s ,当位移x 1=3cm 处的 A 质点在x 轴上方最大位移处时,位于x 2=6cm 处的 B 质点恰好在平衡 位置,并且振动方向沿y 轴负方向,试求这列波的频率f. 解:

西安交通大学大学物理教学大纲(128)

“大学物理(A)”课程教学大纲 英文名称:University Physics 课程编号:PHYS1009 课程类型:必修 学时:128 学分:8 适用对象:理工科各专业学生 先修课程:高等数学高中物理 使用教材及参考书: 教材:大学物理(吴百诗主编)科学出版社 参考书:吴锡珑主编“大学物理教程”高教出版社 程守洙主编“普通物理学”高教出版社 张三慧主编“大学物理学”清华大学出版社 一、课程的性质、目的及任务 物理学是研究物质的基本结构﹑相互作用和物质最基础最普遍运动形式(机械运动,热运动,电磁运动,微观粒子运动等)及其相互转化规律的学科。 物理学的研究对象具有极大普遍性,它的基本理论渗透在自然科学的一切领域、应用于生产技术的各个部门,它是自然科学许多领域和工程技术发展的基础。 以物理学基础知识为内容的大学物理课程,它所包括的经典物理、近代物理和物理学在科学技术上应用的初步知识等都是一个高级工程技术人员必备的。因此,大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。 开设大学物理课程的目的,一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法,这对开阔思路、激发探索和创新精神、增强适应能力、提高人才素质等,都会起到重要作用。学好物理课,不仅对学生在校的学习十分重要,而且对学生毕业后的工作和进一步学习新理论﹑新技术﹑不断更新知识等,都将发挥深远影响。 二、课程的基本要求 1.使学生对物理学所研究的各种物质运动形式以及它们之间的联系有比较全面和系统的认识;对大学物理课中的基本理论、基本知识能够正确地理解,并且有初步应用的能力。 2.通过教学环节,培养学生严肃的科学态度和求实的科学作风。根据本课程的特点,在传授知识的同时加强对学生进行能力培养,如通过对自然现象和演示实验的观察等途径,培养学生从复杂的现象中抽象出带有物理本质的内容和建立物理模型的能力、运用理想模型和适当的数学工具定性分析研究和定量计算问题的能力以及独立获取知识与进行知识更新的能力,联系工程实际应用的能力等。 3.在理论教学中,要根据学生情况精讲基本内容,有些内容可安排学生自学或讨论,并要安排适当课时的习题课;要充分利用演示实验、录像等形象化教学手段,应尽量发挥计算机多媒体在物理教学中的作用,以提高教学效果。在教学过程中,还要处理好与中学物理的衔接与过渡,一方面要充分利用学生已掌握的物理知识,另一方面要特别注意避免和中学物理不必要的重复。在与后继有关课程的关系上,考虑到本课程的性质,应着重全面系统地讲 授物理学的基本概念、基本规律和分析解决问题的基本方法,不宜过分强调结合专业。

【毕业论文选题】物理学本科毕业论文题目

物理学本科毕业论文题目 20世纪是科学技术飞速发展的时代。在这个时代,目睹了人类分裂原子、拼接基因、克隆动物、开通信息高速公路、纳米加工和探索太空。很难设想,若没有科学技术的飞速发展,现代生活将是什么样子。与科学技术的发展一样,物理学也经历了极其深刻的革命。可以说,物理学每时每刻都在不停的发展,其活跃的前沿领域很多,是最有生命力、成果最多的之一。下面学术堂为你提供了物理学本科毕业论文题目,希望对你有所帮助。 1

物理学本科毕业论文题目一: 1、MATLAB在大学物理实验仿真中的应用 2、基于Flash的大学物理电学仿真实验的设计与实现 3、量子点和一维量子线相耦合系统在Kondo区物理性质的研究 4、基于时域物理光学方法的半空间上方目标散射研究 5、有机光电材料的光物理特性研究 6、基于激光混沌的全光物理随机数发生器 7、基于超导电路系统的量子模拟和基础量子物理研究 8、金属亚波长结构阵列电磁场增强及光学异常透射的机理研究 9、微型热电系统的多物理场耦合模型与性能优化研究 10、外尔半金属的反常物理性质研究 11、中子光子输运物理过程蒙特卡罗处理方法研究 12、红外视景仿真关键技术研究 13、关于拓扑物理的量子模拟研究 14、高真实感红外场景实时仿真技术研究 15、氢化非晶硅薄膜结构及其物理效应 16、PIC数值方法以及激光-物质相互作用若干物理研究 17、目标电磁散射特性的快速计算方法研究 18、钙钛矿半导体中的瞬态物理过程研究 19、基于激光自混合效应的多物理参数同步测量方法研究 20、高性能多物理场数值算法研究及其应用 21、超薄Bi薄膜的电子态研究 22、铁电基复合薄膜的光伏效应及其调控研究 23、高增益短波长自由电子激光相关物理研究 2

大学物理小论文

谈谈角动量守恒及其应用 摘要:角动量这一概念是经典物理学里面的重要组成部分,角动量的研究主要是对于物体的转动方面,并且可以延伸到量子力学、原子物理以及天体物理等方面。角动量这一概念范畴系统的介绍的力矩、角速度、角加速度的概念,并且统筹的联系到质点系、质心系、对称性等概念.本文主要对角动量守恒定律和其应用进行论述。对定律本身进行了简略的阐述,并就其守恒条件及其结论进行了定性分析。 正文: 大家也许小时候都有过一个疑问:人们走路的时候为什么要甩手呢?为什么如果走顺拐了会感觉特别别扭呢?一个常见的解释是,为了保持身体平衡。这种解释了和没解释没什么区别的答案是永远正确的,问题是甩手到底是怎么保持身体平衡的? 原来这一切都是我们大学生所熟知的角动量以及动量守恒的原因,很神奇的是原来用动量守恒可以解决很复杂的问题,但是却用了最简单的方法。 1.角动量:角动量也称为动量矩,刚体的转动惯量和角速度的乘积叫做刚体转动的角动量,或动量矩,单位千克二次方米每秒,符号kgm2/s。角动量是描述物体转动状态的物理量。对于质点在有心力场中的运动,例如,天体的运动,原子中电子的运动等,角动量是非常重要的物理量。角动量反映不受外力作用或所受诸外力对某定点(或定轴)的合力矩始终等于零的质点和质点系围绕该点(或轴)运动的普遍规律。物理学的普遍定律之一。质点轨迹是平面曲线,且质点对力心的矢径在相等的时间内扫过相等的面积。如果把太阳看成力心,行星看成质点,则上述结论就是开普勒行星运动三定律之一,开普勒第二定律。一个不受外力或外界场作用的质点系,其质点之间相互作用的内力服从牛顿第三定律,因而质点系的内力对任一点的主矩为零,从而导出质点系的角动量守恒。W.泡利于1931年根据守恒定律推测自由中子衰变时有反中微子产生,1956年后为实验所证实。角动量是矢量,角动量 L=r×F=r×Fsin 2.力矩:在物理学里,力矩可以被想象为一个旋转力或角力,导致出旋转运动的改变。这个力定义为线型力乘以径长。依照国际单位制,力矩的单位是牛顿-米[1]。 3.作用力矩和反作用力矩:由于作用力和反作用力是成对出现的,所以它们的力矩也成对出现。由于作用力与反用力的大小相等,方向相反且在同一直线上因而有相同的力臂,所以作用力矩和反作用力矩也是大小相等,方向相反,其和为零。 3.角动量守恒定理: 在不受外界作用时,角动量是守恒的。角动量守恒是跟空间各项同性有关系的,也就是说空间的各个方向是没有区别的,这叫做物理定律的旋转不变性,由这种不变性,在理论上,可以得到角动量守恒。动量守恒是跟空间均匀性相关的,也就是说物理定律在各个地方是一样的,地球上的物理定律跟月亮上的物理定律是一样的,这叫做空间平移不变性,由空间平移不变性,可以从理论上推导出动量守恒。另外,还有能量守恒是跟时间平移不变性相关的,也就是说,过去,现在和未来物理定律是一样的话,就有这么一个量,叫做能量是守恒的。所有这些,

大学物理课程论文

大学物理课程论文 系别:能源工程系 班级:13应化 姓名:苟昱

引言 我们每个人时时刻刻都在不自觉地运用物理知识。并且,物理学与我们的生活联系最为紧密,物理现象大量的存在于我们周围,如雨后天晴的彩虹,湖水沸腾等。都可以从物理知识中得到答案。因此,我们要充分了解物理是源于生活也是解决生活问题的基本工具。运用所学知识,解决生活中的问题,这能够增加我们的感性认识,增强生活实际的联系。 物理学是研究物质世界最基本的结构、最普遍的相互作用、最一般的运动规律及所使用的实验手段和思维方法的自然科学。在现代,物理学已经成为自然科学中最基础的学科之一。 物理是一门实用性很强的科学,与工农业生产、日常生活有着极为密切的联系。物理规律本身就是对自然现象的总结和抽象。它与我们的生活息息相关,密不可分! 关键词:生活物理,物理应用,杨氏模量

在大学物理课程上,我们做了众多物理实验,然而今天就由我来介绍一下弹性模量,和它在生活中的应用。 弹性模量Elastic Modulus,又称弹性系数,杨氏模量。如今,随着科技的不断发展,弹性模量变成了工程材料重要的性能参数,从宏观角度来说,弹性模量是衡量物体抵抗弹性变形能力大小的尺度,从微观角度来说,则是原子、离子或分子之间键合强度的反映。凡影响键合强度的因素均能影响材料的弹性模量,如键合方式、晶体结构、化学成分、微观组织、温度等。在日常生活中,弹性模量的应用与测量在许多领域有重要的作用,就好像混凝土的弹性模量如果不够,使建筑变形而不能正常使用,就很容易发生事故造成经济损失,甚至人员伤亡。 我们在实验中测得的杨氏模量,它是沿纵向的弹性模量,也是材料力学中的名词。1807年因英国医生兼物理学家托马斯·杨(Thomas Young, 1773-1829) 所得到的结果而命名。根据胡克定律,在物体的弹性限度内,应力与应变成正比,比值被称为材料的杨氏模量,它是表征材料性质的一个物理量,仅取决于材料本身的物理性质。杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。 杨氏弹性模量是选定机械零件材料的依据之一,是工程技术设计中常用的参数。杨氏模量的测定对研究金属材料、光纤材料、半导体、纳米材料、聚合物、陶瓷、橡胶等各种材料的力学性质有着重要意义,还可用于机械零部件设计、生物力学、地质等领域。

上海交通大学版大学物理学习题答案之4动量和角动量习题思考题

习题 4-1. 如图所示的圆锥摆,绳长为l ,绳子一端固定,另一端系一质量为m 的质点,以匀角速ω绕铅直线作圆周运动,绳子与铅直线的夹角为θ。在质点旋转一周的过程中,试求: (1)质点所受合外力的冲量I ; (2)质点所受张力T 的冲量I T 。 解: (1)根据冲量定理:???==t t P P d dt 00 P P F 其中动量的变化:0v v m m - 在本题中,小球转动一周的过程中,速度没有变化,动量的变化就为0,冲量之和也为0,所以本题中质点所受合外力的冲量I 为零 (2)该质点受的外力有重力和拉力,且两者产生的冲量大小相等,方向相反。 重力产生的冲量=mgT=2πmg /ω;所以拉力产生的冲量=2πmg /ω,方向为竖直向上。 4-2.一物体在多个外力作用下作匀速直线运动,速度=4m/s 。已知其中一力F 方向恒与运动方向一致,大小随时间变化内关系曲线为半个椭圆,如图。求: (1)力F 在1s 到3s 间所做的功; (2)其他力在1s 到s 间所做的功。 解: (1)由做功的定义可知: J S v Fdt v Fvdt Fdx W x 6.1253 131x 21=?====???椭圆 (2)由动能定理可知,当物体速度不变时,外力做的总功为零,所以当该F 做的功为125.6J 时,其他的力的功为-125.6J 。 4-3.质量为m 的质点在Oxy 平面内运动,运动学方程为j i r t b t a ωωsin cos +=,求: (1)质点在任一时刻的动量; (2)从0=t 到ωπ/2=t 的时间内质点受到的冲量。

解:(1)根据动量的定义:(sin cos )P mv m a t b t ωωωω==-+i j (2)从0=t 到ωπ/2=t 的时间内质点受到的冲量等于它在这段时间内动量的变化,因为动量没变,所以冲量为零。 4-4.质量为M =2.0kg 的物体(不考虑体积),用一根长为l =1.0m 的细绳悬挂在天花板上。今有一质量为m =20g 的子弹以0v =600m/s 的水平速度射穿物体。刚射出物体时子弹的速度大小v =30m/s ,设穿透时间极短。求: (1)子弹刚穿出时绳中张力的大小; (2)子弹在穿透过程中所受的冲量。 解: (1)解:由碰撞过程动量守恒可得: 10Mv mv mv += 代入数据 123002.060002.0v +?=? 可得:s m v /7.51= 根据圆周运动的规律:T-G=2v M R 2184.6v T M g M N R =+= (2)根据冲量定理可得: s N mv mv I ?-=?-=-=4.1157002.00 4-5. 一静止的原子核经放射性衰变产生出一个电子和一个中微子,巳知电子的动量为m/s kg 102.122??-,中微子的动量为236.410kg m/s -??,两动量方向彼此垂直。(1)求核反冲动量的大小和方向;(2)已知衰变后原子核的质量为 kg 108.526-?,求其反冲动能。 由碰撞时,动量守恒,分析示意图,可写成分量式: ααcos sin 21m m = ααsin cos 21m m P +=

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学士学位论文 系别:物理与电子工程系 学科专业: 姓名: 2014年06月

量子纠缠 系别:物理与电子工程系 学科专业: 姓名: 学号: 2015年06月 2

论文题目□□□□□【宋体二号加粗居中】【段前24磅段 后18磅】 摘要:【此二字黑体四号加粗】□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□【宋体四号,1.5倍行距】 【空一行】 关键词:【此三字黑体四号加粗】□□□;□□□;□□□【宋体四号, 1.5倍行距,关键词至少3个】【段前0磅段后0磅】 【以上单独一页】

Title(英文题目)□□□□□【Times New Roman二 号居中加粗】【段前24磅段后18磅】 Abstract:【此单词加粗】□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□□.【Times New Roman 四号,1.5倍行距】 【空一行】 Keywords:【此单词加粗】□□□;□□□;□□□【Times New Roman 四号】【以上单独一页,中英文摘要A4纸单双面打印】 4

目录【黑体二号加粗居中,单倍行距】【段前24磅段后18磅】 1 引言 (1) 2量子纠缠 (2) 2.1 量子力学基础 (2) 2.2 量子纠缠态的定义 (3) 2.3 量子纠缠态的分类 (6) 2.3.1纯态量子纠缠态 (6) 2.3.2混合态量子纠缠态 (6) 2.4 量子纠缠态的物理表现 (7) 3 量子纠缠态的度量 (8) 3.1 纠缠度的描述 (8) 3.2 形成纠缠度 (11) 4 量子纠缠在量子信息中的作用 (12) 4.1 量子通信 (13) 4.3 量子密码 (18) 5 结束语 (20) 致谢 (20) 参考文献 (21) 【1级标题宋体三号,1.5行距】【2级标题宋体四号,1.5行距,左缩进2字符】【3 级标题宋体四号,1.5行距,左缩进4字符】 【以上单独一页】

大学物理热力学论文[1]

《大学物理》课程论文 热力学基础 摘要: 热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质,特别是气体的性质,经过气体动理论的分析,才能了解其基本性质。气体动理论,经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充,不可偏废。人们同时发现,热力学过程包括自发过程和非自发过程,都有明显的单方向性,都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手,引进熵的概念后,就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此,在热力学中,熵是一个十分重要的概念。关键词: (1)热力学第一定律(2)卡诺循环(3)热力学第二定律(4)熵 正文: 在一般情况下,当系统状态变化时,作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统,外界对它传递的热量为Q,系统从内能为E1 的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态,同时系统对外做功为A,那么,不论过程如何,总有: Q= E2—E1+A 上式就是热力学第一定律。意义是:外界对系统传递的热量,一部分

是系统的内能增加,另一部分是用于系统对外做功。不难看出,热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出,作功必须有能量转换而来,很显然第一类永动机违反了热力学第一定律,所以它根本不可能造成的。 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态,这样的周而复始的变化过程称为循环过程,或简称循环。经历一个循环,回到初始状态时,内能没有改变,这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源(一个高温热源,一个低温热源)之间工作的循环过程。在完成一个循环后,气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征: ①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源: ②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关,高温热源的温 度越高,低温热源的温度越低,卡诺循环效率越大,也就 是说当两热源的温度差越大,从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值越大。 ③卡诺循环的效率总是小于1的(除非T2 =0K)。 那么热机的效率能不能达到100%呢?如果不可能到达100%,最大可能效率又是多少呢?有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。 第一类永动机失败后,人们就设想有没有这种热机:它只从一个热源吸取热量,并使之全部转变为功,它不需要冷源,也没有释放热量。这种热机叫做第二类永动机。经过无数的尝试证明,第二类永动

大学物理课堂小论文

关于半波损失的几个实验验证 姓名:班级:学号: 【摘要】在大学物理的波动光学部分,半波损失是一个重点内容。而进行干涉的相关计算研究时又不得不考虑半波损失的影响。于是本文通过菲涅尔公式分析了半波损失,也从几个比较经典的干涉实验来验证半波损失的存在。 【关键词】半波损失劳埃德镜实验劈尖干涉牛顿环 一.半波损失的基本概念 所谓“半波损失",就是当光从折射率小的光疏介质射向折射率大的光密介质时,在入射点,反射光相对于入射光有相位突变π,即在入射点反射光与入射光的相位差为π,由于相位差π与光程差λ/2相对应,它相当于反射光多走了半个波长λ/2的光程,故这种相位突变π的现象叫做半波损失。半波损失仅存在于当光从光疏介质射向光密介质时的反射光中,折射光没有半波损失。当光从光密介质射向光疏介质时,反射光也没有半波损失。 实验和理论研究表明光从光疏介质射向光密介质时,在掠入射(入射角接近90度)或正入射(入射角为0度)的情况下,在两种介质界面处反射时相位发生π的突变。这一变化导致反射光的光程差附加了半个波长,称为半波损失。 二.反射光会发生半波损失的原因 反射光的相位跃变情况较为复杂,它有两个转折,一个是入射角θ1>θB(布儒斯特角)和θ1<θB时的情况跃变不同;另一个是折射率n1>n2和n1θ2,因此sin(θ1-θ2)>0,又因sin(θ1+θ2)>0所以在这种情况下,r永远为负值。即光束由n小的介质进入n大的介质时,不论入射角为何值,反射光的垂直分量永远都π的相位突变。 至于平行分量,在θ1>θB和θ1<θB时的情况不一样。θ1<θB时,有θ1+θ2<90°(θ1=θB时, θ1+θ2=90°),因此tan(θ1+θ2)>0,tan(θ1-θ2)>0或r//为正。而在θ1>θB时,有θ1+θ2>90°,因此tan(θ1+θ2)<0,tan(θ1-θ2)>0或r//为负,所以有:光束从n小的介质进入n较大的介质时,若入射角θ1<θB,则反射光的平行分量无相位突变;若θ1>θB,则有π的相位突变。 2. n1>n2的情况 若n1>n2,则有θ1<θ2,因此sin(θ1-θ2)<0,这是r为正。即:光束由n大的介质进入n小的介质时,不论入射角为何值,反射光的垂直分量永远都没有π的相位突变。至于平行分量,在θ1<θB时有tan(θ1-θ2)<0,故有r//为负。而在θ1>θB时,有tan(θ1+θ2)<0,故r//为正。所以:光束从n大的介质进入n较小的介质时,若入射角θ1<θB,则反射光的平行分量有相位突变;若θ1>θB,则无π的相位突变。因此,在小角度入射和掠入射两种情况下,光波由光疏介质进入光密介质时,则会出现半波损失,反之则没有。

大学物理课程论文1

大学物理课程论文 —大学物理课程与电子信息工程专业的关系及大学 物理的重要性 作者: 学校: 专业:电子信息工程 班级:电信114班 学号:

指导教师:日期:

大学物理课程与电子信息工程专业的关系及大学物理的重 要性 内容摘要:不论是电子科学还是信息科学,都与物理有着密切的联系,物理学是一门广泛而基础的学科,涉及到了声、光、电、力、热、原子等诸多方面的知识内容。在电子信息科学中,电路的设计,无线电信号的处理等都源于物理学的能量以及电磁学内容。因此,设置大学物理课程,以及掌握大学物理大纲所要求的知识内容,可以为我们以后更好的学习电子知识,掌握电子信息工程专业的核心知识打下坚实的基础。 关键词:大学物理电子信息工程关系基础 一、物理学 物理学—研究物质、能量和他们相互作用的科学—是一项国际事业,它对人类未来的进步起着关键的作用。 物理学是自然科学的基础,也是当代工程技术的重大支柱,是人类认识自然,优化自然,造福于人的最有活力的带头科学,回顾物理学发展的全过程,可以加深我们对物理学重要性的认识。 二、大学物理课程的内容 大学物理课程的内容包括有经典物理和近代物理。经典物理部分主要包括:经典力学、热学、电磁学、光学等;近代物理部分主要包括:狭义相对论力学基础、量子力学基础、固体能带理论简介等。经典物

理在科学技术领域仍然是应用最广泛的基础理论,而且也是学习近代科学技术新理论、新知识的重要基础理论,在大学物理的学习中对经典物理内容仍应予以重视;大学物理中的近代物理知识是学生今后学习近代科学技术新理论,新知识所必须的近代物理基础理论知识。三、开设大学物理课程的目的 一方面在于为学生较系统地打好必要的物理基础;另一方面使学生初步学习科学的思想方法和研究问题的方法。通过学习能对物质最普遍、最基本的运动形式和规律有比较全面而系统的认识,掌握物理学中的基本概念和基本理论以及研究问题的方法,同时在科学实验能力、计算能力以及创新思维和探索精神等方面受到严格的训练,培养分析问题和解决问题的能力,提高科学素质,努力实现知识、能力、素质的协调发展。大学物理课是我校理工科各专业学生的一门重要必修基础课。打好物理基础,不仅对学生在校学习起着十分重要的作用,而且对学生毕业后的工作和在工作中进一步学习新理论、新知识、新技术,不断更新知识都将产生深远的影响。 四、电子信息工程专业介绍 电子信息工程是一门应用计算机等现代化技术进行电子信息控制和信息处理的学科,主要研究信息的获取与处理,电子设备与信息系统的设计、开发、应用和集成。现在,电子信息工程已经涵盖了社会的诸多方面,像电话交换局里怎么处理各种电话信号,手机是怎样传递我们的声音甚至图像的,我们周围的网络怎样传

上海交通大学版《大学物理学》习题答案

习 题1 1-1. 解:1) 由)sin (cos j i ωt ωt R +=r 知 t cos R x ω= t sin R y ω= 消去t 可得轨道方程 222R y x =+ 2) j r v t Rcos sin ωωωω+-==i t R dt d R ωt ωR ωt ωR ωv =+-=2 122])c o s ()s i n [( 1-2. 解:1)由j i r )23(42 t t ++=可知 2t 4x = t 23y += 消去t 得轨道方程为:2)3y (x -= 2)j i r v 28d +==t dt j i j i v r 24)dt 28(dt 10 10 +=+==???t 3) j v 2(0)= j i v 28(1)+= 1-3. 解:1)j i r v 22d +==t dt i v a 2dt d == 2)21 22 12 )1t (2] 4)t 2[(v +=+= 1 t t 2dt dv a 2 t +== n a == 1-4. 解:以地面为参照系,坐标如图,升降机与螺丝的运动方程分别为 2 012 1at t v y + = (1) 2 022 1gt t v h y -+= (2) 21y y = (3) 解之 t = 图 1-4 1-5. 解:(1) t v x 0= 式(1) 2gt 2 1 h y -= 式(2)

j i r )2 1-h ((t)20gt t v += (2)联立式(1)、式(2)得 2 2 v 2gx h y -= (3)j i r gt -d d 0v t = 而 落地所用时间 g h 2t = 所以j gh i v dt r d 20-= j v g t -=d d 2202y 2x )gt (v v v v -+= += 212220[()]g t dv dt v gt ==+ 1-6. 证明:设人从O 点开始行走,t 时刻人影中足的坐标为1x ,人影中头的坐标为2x ,由几何关系可得 2 1122h h x x x =- 而 t v x 01= 所以,人影中头的运动方程为 02 1121112v h h t h h h x h x -=-= 人影中头的速度 02 11 22v h h h dt dx v -== 图 1-6 1-7.解:t dt dx v 44-== 若0=v 解的 s t 1= m x x x 22)242(011=--+=-=? m x x x 8)242()32342(2133-=-+-?-?+=-=? m x x x 1021=?+?=? 1-8. 解: 建立直角坐标系,以小球第一次落地点为坐标原点如图 小球落地时速度为gh v 20= 0060cos v v x = 200 060cos 2 1 60cos t g t v x + = (1) 图 1-8 00060sin v v y = 200060sin 2 1 60sin t g t v y - = (2) 第二次落地时 0=y g v t 0 2=

大学物理小论文题目

2008-2009学年第二学期 大学物理(A1)小论文要求及推荐题目 为了培养学生的科学素质,大学物理课程设置了学生小论文必做项目。 要求:(1)论文要与本学期所学的大学物理课程内容相关。大学物理教研室提供以下可供学生参考的论文题目方向。具体论文题目由学生自己选定,最好来源于自己对实际生活中遇到的物理现象的思考。 (2)小论文占期末大学物理课程总评成绩5%,不交论文者,该部分分数计为0分。要求学生在教师指导下独立完成论文,严禁抄袭,对不合格的论文退回重做。 (3)字数限制在1500-3000字之间。应包涵以下几部分:标题、作者(姓名班级学号)、摘要(150字内)、论文正文、主要参考文献(约3-5篇)。另附3篇范文,均摘自《物理与工程》杂志的“大学生园地”,可做为参考。 参考题目: 1.惯性质量与引力质量相等的实验验证。 2.谈谈伽利略的相对性原理。 3.惯性系与非惯性系中物理学规律之间联系的讨论。 4. 生活中的惯性力,科里奥利力,举例说明自然界中的科里奥利效应。 5. 谈谈角动量守恒及其应用。 6. 质心参照系的利用。 7. 论述“嫦娥一号”奔月的主要过程及其其中的物理学原理。 8. 谈谈刚体中的打击中心问题。 9. 谈谈冰箱的工作原理及如何实现冰箱节能。 10. 论述汽车发动机与热力学的关系。 11. 论述燃煤电厂效率提高的发展趋势。 12. 热力学第一定律及其思考。 13. 热力学第二定律及其思考。 14. 举例说明永动机是不可能制成的。

15. 从热力学第二定律的角度论述生命活动的本质。 16. 谈谈日常生活中的混沌现象。 17. 举例说明乐器中的物理学。 18. 谈谈共振的应用及其危害。 19. 谈谈阻尼振动的应用及其危害。 20. 举例说明多普勒效应及其应用。 21. 杨氏双缝干涉实验的结果及其思考。 22. 谈谈等厚干涉及其应用。 23. 谈谈偏振光的产生及其应用。 24. 全息照相在光学工程中的应用。 25.物理与新技术(与自己的专业相结合,比如:“物理与航天技术”、“物理与光学技 术”、“物理与发动机”、“物理与生命活动”等)。 大学物理教研室2009.02.27

交大大物第三章习题答案

习题 3-1. 如图,一质点在几个力作用下沿半径为R =20m 的圆周运动,其中有一 恒力F =0.6iN ,求质点从A 开始沿逆时针方向经3/4圆周到达B 的过程中,力F 所做的功。 解:j i 2020+-=-=?A B r r r 由做功的定义可知:J W 12)2020(6.0-=+-?=??=j i i r F 3-2. 质量为m=0.5kg 的质点,在x O y 坐标平面内运动,其运动方程为 x=5t 2,y=0.5(SI),从t =2s 到t =4s 这段时间内,外力对质点的功为多少? i j i j i 60)5.020()5.080(=+-+=-=?24r r r 22//10d dt d dt ===i a v r 105m m ==?=i i F a 由做功的定义可知:560300W J =??=?=i i F r 3-3.劲度系数为k 的轻巧弹簧竖直放置,下端悬一小球,球的质量为m ,开 始时弹簧为原长而小球恰好与地接触。今将弹簧上端缓慢提起,直到小球能脱离地面为止,求此过程中外力的功。 根据小球是被缓慢提起的,刚脱离地面时所受的力为F=mg ,mg x k =? 可得此时弹簧的伸长量为:k mg x = ? 由做功的定义可知:k g m kx kxdx W k mg x 22122020===?? 3-4.如图,一质量为m 的质点,在半径为R 的半球形容器中,由静止开始自 边缘上的A 点滑下,到达最低点B 时,它对容器的正压力数值为N ,求质点自A 滑到B 的过程中,摩擦力对其做的功。 分析:W f 直接求解显然有困难,所以使用动能定理,那就要知道它的末速度的情况。

物理小论文

共振的应用及其危害 一共振的概念 任何物体产生振动后,由于其本身的构成、大小、形状等物理特性,原先以多种频率开始的振动,渐渐会固定在某一频率上振动,这个频率叫该物体的固有频率。当人们从外界再给这个物体加上一个振动(称为驱动)时,这时物体的振动频率等于驱动力的频率,而与物体的固有频率无关,这时称为强迫振动。但如果驱动力的频率与该物体的固有频率正好相同,物体振动的振幅达到最大,这种现象叫共振。 物体的振幅与驱动力的关系图如下: (物体的振幅与驱动力频率关系图) 因此我们可以知道,驱动力的频率与固有频率一样,从而产生了共振现象,可能导致巨大危害,在我们生活的方方面面共振影响也十分巨大。

二共振的应用 随着近代科学的发展,共振应用于越来越多的领域。在建筑工地,建筑工人在浇灌混凝土的墙壁或地板时,为了提高质量,总是一面灌混凝土,一面用振荡器进行震荡,使混凝土之间由于振荡的作用而变得更紧密、更结实。此外,粉碎机、测振仪、电振泵、测速仪等,也都是利用共振现象进行工作的。 共振现象也可以说是一种宇宙间最普遍和最频繁的自然现象之一,所以在某种程度上甚至可以这么说,是共振产生了宇宙和世间万物,没有共振就没有世界。从宇宙大爆炸到微观世界的“共振体”,从人类说话交谈到虫鸣鸟吟,都是共振的魔力。还有一些研究表明,宇宙中的紫外线射向地球时,是臭氧层的振动频率与紫外线产生共振,从而吸收了大部分的紫外线,保护了地球;叶绿素与某些可见光共振才能吸收阳光,产生光合作用;甚至连色彩的产生也是因为各色光线与物体的共振所赐。 在日常的生产生活中,共振也是我们的好帮手,人类利用共振现象的能量特征,发明了不少实用的东西。 “共振筛”是利用共振现象最典型的例子之一。它是把筛子用四个弹簧支撑起来,并在筛子上装上偏心轮,偏心轮在皮带的带动下转动,是筛子受到周期驱动力的作用,做受迫振动。调整偏心轮的转速,可使驱动力的频率接近筛子的固有频率,筛子发生共振,获得较大振幅,提高筛子的效率。

大学物理实验心得与体会

通过这个学期的大学物化实验,我体会颇深.首先,我通过做实验了解了许多实验的基本原理和实验方法,学会了基本物化量的测量分析方法,基本实验仪器的使用等;其次,我已经学会了独立作实验的能力,大大提高了我的动手能力和思维能力以及基本操作与基本技能的训练,并且我也深深感受到做实验要具备科学的态度,认真态度和创造性的思维. 在老师的耐心讲解及细心指导下,通过本学期的物理化学实验,实验技能有显著提高,接触并掌握了很多新仪器的使用方法,学会了将课堂上的知识灵活运用到实验中去,并可以自己用所学知识来解决实验中所出现的问题,做到理论与实际紧密结合,活学活用 下面我就谈一下我在做实验时的一些技巧与方法.首先,做实验要用科学认真的态度去对待实验,认真提前预习,做好实验预习报告;第二,上课时认真听老师做预习指导和讲解,把老师特别提醒会出错的地方写下来,做实验时切勿出错;第三,做实验时按步骤进行,切不可一步到位,太心急.并且一些小节之处要特别小心,若不会,可以跟其他同学一起探讨一下,把问题解决.第四,实验后数据处理一定要独立完成,莫抄其他同学的,否则,做实验就没有什么意义了,也就不会有什么收获. 在实验中,我学到很多东西,特别是在做实验报告时,因为在做数据处理时出现很多问题,如果不解决的话,将会很难的继续下去。例如:数据处理画图时,也要用软件画图,这也要求懂得excel软件的插入图表命令。还有动手这次实验,使物理化学这

门课的一些理论知识与实践相结合,更加深刻了我对这门课的认识,巩固了我的理论知识。 俗话说,人有两个宝,双手和大脑。双手会做工,大脑会思考。每一个理工科大学生不一定动手操作技能水平会很高,甚至有的大学生还很低。可是通过此次物化实验,经过三位名师(韩斌、李涛和姚明明)的指导,我了解并学会了很多东西。是我认识到物理化学实验作为化学实验课程的重要分支,是与物理化学课堂理论教学相辅相成的基础实验课程。物理化学实验课的主要目的是使学生初步了解物理化学的研究方法,通过实验手段了解物质的物理化学性质与化学反应规律之间的关系,熟悉重要的物理化学实验技术,掌握实验数据的处理及实验结果的分析、归纳方法,加深对物理化学基本理论和概念的理解,增强解决化学实际问题的能力,为将来工作和进一步深造打下良好的专业基础。 通过做物化实验,我清楚的认识到,做事要严谨,做人应诚信。知之为知之,不知为不知。只有这样,以后走向工作岗位,才能踏踏实实,做一个堂堂正正的人。 通过做物化实验,我感觉能力的培养和训练主要表现在三个方面: (1)逻辑思维能力的增强。物理化学实验最后所得的结果往往不是直接测量的到的,而是通过理论分析,推导出一系列理论公式,再由直接测量到的物理量运算而得到的。因此,要求我们在

大学物理学论文

大学物理学论文 姓名:郭晓婷 班级:07电联班 序号:51号 学号:200730371081

磁悬浮技术及磁悬浮列车 随着科学的发展,人类已经不满足于普通列车的行驶速度,这就促进了磁悬浮技术的发展。 磁悬浮技术的研究源于德国,早在1922年Hermann Kemper先生就提出了电磁悬浮原理,并于1934年申请了磁浮列车的专利。进入70年代以后,随着世界工业化国家经济实力的不断加强,为提高交通运输能力以适应其经济发展的需要,德国、日本、美国、加拿大、法国、英国等发达国家相继开始筹划进行磁悬浮运输系统的开发。根据当时轮轨极限速度的理论,科研工作者们认为,轮轨方式运输所能达到的极限速度为每小时350公里左右,要想超越这一速度运行,必须采取不依赖于轮轨的新式运输系统。这种认识引起许多国家的科研部门的兴趣,但后来都中途放弃,只有德国和日本仍在继续进行磁悬浮系统的研究,并均取得了令世人瞩目的进展。其中磁悬浮列车是其中最伟大的一项成果。 磁悬浮列车是一种与传统方式完全不同的崭新列车。它不是用不同机车牵引,而是靠通过磁场推动。它不接触导轨,而是靠这种看不见的磁垫使之悬浮在导轨上,利用电磁力进行导向,并利用直线电机将电能转换成推进力来推动列车前进的第五代交通运输工具。 磁悬浮列车的原理并不深奥。它是运用磁铁“同性相斥,异性相吸”的性质,使磁铁具有抗拒地心引力的能力,即“磁性悬浮”。科学家将“磁性悬浮”这种原理运用在铁路运输系统上,使列车完全脱离轨道而悬浮行驶,成为“无轮”列车,时速可达几百公里以上。这就是所谓的“磁悬浮列车”,亦称之为“磁垫车”。由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式,故磁悬浮列车也有两种相应的形式:一种是利用磁铁同性相斥原理而设计的电磁运行系统的磁悬浮列车,它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上线圈形成的磁场之间所产生的相斥力,使车体悬浮运行的铁路;另一种则是利用磁铁异性相吸原理而设计的电动力运行系统的磁悬浮列车,它是在车体底部及两侧倒转向上的顶部安装磁铁,在T形导轨的上方和伸臂部分下方分别设反作用板和感应钢板,控制电磁铁的电流,使电磁铁和导轨间保持10─15毫米的间隙,并使导轨钢板的吸引力与车辆的重力平衡,从而使车体悬浮于车道的导轨面上运行。磁悬浮列车分为常导型和超导型两大类。常导型也称常导磁吸型,以德国高速常导磁浮列车tran2srapid 为代表,它是利用普通直流电磁铁电磁吸力的原理将列车悬起,悬浮的气隙较小,一般为10 毫米左右,速度可达每小时400~500 千米。超导型磁悬浮列车也称超导磁斥型,以日本MAGLEV为代表。它是利用超导磁体产生的强磁场,列车运行时与布置在地面上的线圈相互作用,产生电动斥力将列车悬起,悬浮气隙较大,一般为100 毫米左右,速度可达每小时500 千米以上。 磁悬浮列车与当今的高速列车相比,具有许多无可比拟的优点:(1)速度快。常导磁悬浮列车运行速度可达400km? h~500 km?h; 超导磁悬浮列车运行速度可达500km? h~600 km? h。轮轨列车速度一般在400 km?h 以下。在运距1000 km~1500 km 的范围内, 磁悬浮列车可与飞机竞争。(2) 运行成本和能耗低。由于没有轮子、无摩擦等因素, 它比目前最先进的高速列车省电30%。据德国资料介绍, 在300 km?h 速度下, 磁悬浮列车比ICE3能耗少28%; 在500 km?h 速度下, 每座位每公里的能耗仅为飞机的三分之一至二分之一, 比汽车也少耗能30%。(3) 维修少。磁悬浮列车属于无磨损运行, 需要维修的主要是电气设备。随

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