資源簡(jiǎn)介

習(xí)題精選
　　一、填空
　　1.奧斯特實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了通電導(dǎo)線周圍___________，這種現(xiàn)象叫做________。
　　2.電流的磁場(chǎng)方向跟__________有關(guān)。
　　3.通電螺線管外部的磁場(chǎng)和__________的磁場(chǎng)一樣，它的兩極跟螺線管中________的方向有關(guān)。
　　二、選擇題
　　1.下列方法中，不能增強(qiáng)螺線管磁性的是（??? ）。
　　A.增加螺線管的匝數(shù)
　　B.在通電螺線管內(nèi)插入鐵棒
　　C.增大螺線管線圈中的電流
　　D.增大螺線管本身的直徑
　　2.在下面四個(gè)圖中，正確地表示出通電螺線管的極性與電流方向的關(guān)系是（??? ）。
　　三、實(shí)驗(yàn)題
　　如圖所示，當(dāng)彈簧下端不掛重物時(shí)，彈簧的長(zhǎng)度為l0，當(dāng)彈簧上掛一重物時(shí)，彈簧伸長(zhǎng)到l1，當(dāng)S閉合時(shí)，接通電路，將螺線管放在鐵塊的正下方，彈簧的長(zhǎng)度將________，當(dāng)滑動(dòng)變阻器向右移動(dòng)時(shí)彈簧將________。(填“變長(zhǎng)”“變短”或“不變”)
　　參考答案
　　一、填空題
　　1.存在磁場(chǎng)、電流的磁效應(yīng)
　　2.電流方向?
　　3.條形磁鐵、電流
　　二、選擇題
　　1.D? 2. D
　　三、實(shí)驗(yàn)題
　　變長(zhǎng)、變長(zhǎng)
典型例題一
　　例1如圖所示，給電磁鐵通電，磁鐵AB（A端為N極，B端為S極）及彈簧測(cè)力計(jì)在圖中的位置靜止不動(dòng)，在滑動(dòng)變阻器的滑片向a端滑動(dòng)的過(guò)程中，關(guān)于電流表的示數(shù)和彈簧的長(zhǎng)度變化的情況是（ 　）．
　　A．電流表的示數(shù)增大，彈簧的長(zhǎng)度將增加
　　B．電流表的示數(shù)增大，彈簧的長(zhǎng)度將減小
　　C．電流表的示數(shù)減小，彈簧的長(zhǎng)度將增加
　　D．電流表的示數(shù)減小，彈簧的長(zhǎng)度將減小
　　選題角度：
　　本題用于考查電磁鐵的磁性強(qiáng)弱與什么因素有關(guān)．
　　解析：
　　熟悉歐姆定律中I與R的關(guān)系，明確磁極間的相互關(guān)系．本題的易錯(cuò)點(diǎn)有兩個(gè)，一是運(yùn)用歐姆定律分析電流變化時(shí)出錯(cuò)，二是分析磁體AB與電磁鐵是吸引還是排斥時(shí)出錯(cuò)．
　　正確答案為B項(xiàng)．滑動(dòng)變阻器的滑片向a端滑動(dòng)，變阻器接入電路的電阻變小，電路中的電流增加，電流表的示數(shù)增大，這時(shí)通過(guò)電磁鐵線圈上的電流增大，電磁鐵的磁性增強(qiáng)，而利用安培定律可知電磁鐵的上端為N極，對(duì)磁鐵AB的推斥力將變大，彈簧的長(zhǎng)度將減小．
　　例2有人說(shuō)：只要有通電導(dǎo)線繞在鐵芯上就可為電磁鐵，此話對(duì)不對(duì)？為什么？
　　選題角度：
　　本題用于考查關(guān)于電磁鐵的知識(shí)點(diǎn)．
　　解析：
　　一般說(shuō)是對(duì)的，但是也有特殊情況，如雙股導(dǎo)線，如圖所示，雖有電線繞在鐵芯上，但是兩股導(dǎo)線流向相反，它們雖然都能分別產(chǎn)生磁場(chǎng)，但是由于極性正好相反被相互抵消，對(duì)外不顯極性，即無(wú)所謂電磁鐵了．
　　例3如圖所示，一輕質(zhì)彈簧自由懸掛時(shí)，下端恰能與水銀槽中的水銀面接觸，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合后彈簧的運(yùn)動(dòng)情況是（?? ）．
　　A．不會(huì)運(yùn)動(dòng)?
　　B．彈簧上下抖動(dòng)?
　　C．彈簧伸長(zhǎng)?
　　D．彈簧縮短
　　選題角度：
　　本題用于考查關(guān)于電磁鐵的知識(shí)點(diǎn)．
　　解析：
　　當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，輕彈簧（通電螺線管）中通過(guò)如圖所示的電流，每一匝線圈中電流方向都相同，如果把每一匝線圈都看成一個(gè)小磁針，那么由安培定則可知，每一小磁針上端都是S極，下端都是N極．這樣每相鄰的小磁針都是異名磁極靠近，產(chǎn)生相互作用的引力使彈簧縮短，彈簧一縮短下端就離開(kāi)水銀面，電路斷開(kāi)，電流消失，磁性消失，彈簧恢復(fù)原狀，下端接觸水銀面，電路接通重復(fù)上述過(guò)程，所以開(kāi)關(guān)S接觸通后，彈簧將上下抖動(dòng)，正確答案B．
　　例4某同學(xué)利用自己繞制的電磁鐵設(shè)計(jì)了一個(gè)能使甲、乙兩燈交替發(fā)光的電路，電磁鐵及電路圖如圖所示，你認(rèn)為在開(kāi)關(guān)閉合后會(huì)看到什么現(xiàn)象？請(qǐng)你畫出改正后的正確電路．
　　選題角度：
　　本題用于考查關(guān)于電磁鐵的知識(shí)點(diǎn)．
　　解析：
　　(1)因?yàn)殡姶盆F繞法錯(cuò)誤而無(wú)磁性，它也不能吸引鐵片，結(jié)果只有甲燈在持續(xù)發(fā)光，乙燈不發(fā)光．
　　(2)正確電路如圖所示．
典型例題二
　　例題1．如圖所示四種表示通電螺線管極性和電流方向關(guān)系的圖中，正確的是（? ???）。
　　答案：C
　　例題2．奧斯特實(shí)驗(yàn)的重要意義是它說(shuō)明了（ ?????）。
　　A．通電導(dǎo)體的周圍存在著磁場(chǎng)?
　　B．導(dǎo)體的周圍存在著磁場(chǎng)
　　C．磁體的周圍存在著磁場(chǎng)?????
　　D．以上說(shuō)法都不對(duì)
　　答案：A
　　例題3．如圖所示，甲、乙兩線圈寬松地套在光滑的玻璃a、b間用柔軟的導(dǎo)線相連．當(dāng)S閉合時(shí)，兩線圈將（????? ）。
　　A．互相吸引靠近?
　　B．互相排斥離遠(yuǎn)
　　C．先吸引靠近，后排斥離遠(yuǎn)
　　D．既不排斥也不吸引
　　答案：B
　　例題4．要使通電蹄形螺線管正上方的小磁針指向符合圖甲中的情況，圖乙中正確的是（????? ）。
　　答案：B、C
　　例題5．如圖所示，通電環(huán)形導(dǎo)體中間和上部各有一小磁針，當(dāng)通以如圖電流后，小磁針的N極將分別（????? ）。
　　A．a(chǎn)的N極向紙外指，b的N極向紙里指
　　B．a(chǎn)的N極向紙里指，b的N極向紙外指
　　C．a(chǎn)和b的N極都向紙外指
　　D．a(chǎn)和b的N極都向紙里指
　　答案：A
　　例題6．如圖所示，有A、B兩只線圈套在玻璃管上，可以自由滑動(dòng)，原先A、B兩線圈靠在一起，兩只線圈接通電源后由于互相排斥，兩線圈分開(kāi)到圖示位置，這時(shí)如果將鐵棒C插入B中，那么（????? ）。
　　A．A、B將分別向左、右分開(kāi)
　　B．A、B將向中間靠攏
　　C．B不動(dòng)，A將被推開(kāi)
　　D．B不動(dòng)，A將被吸引
　　解析：A、B兩只線圈接通電源后互相推斥，當(dāng)鐵棒C插入B中后，磁性大大增強(qiáng)，推斥作用更大。
　　答案：A
　　例題7．如圖所示的通電螺線管，周圍放著能自由轉(zhuǎn)動(dòng)的a、b、c、d，當(dāng)它們靜止時(shí)極性正確的是（N為黑色）（????? ）。
　　答案：A
第三節(jié)? 電生磁
　　教學(xué)目標(biāo)
　　一、知識(shí)與技能
　　　 1.認(rèn)識(shí)電流的磁效應(yīng)。
　　　 2.知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)；通電螺線管的磁場(chǎng)與條形磁體相似。
　　　 3.理解電磁鐵的特征和工作原理。
　　二、過(guò)程和方法
　　　 1.通過(guò)觀察直導(dǎo)線電流磁場(chǎng)和通電螺線管的磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生的空間想象力。
　　　 2.通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的分析，提高學(xué)生比較、分析、歸納、結(jié)論的能力。
　　三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀
　　　 通過(guò)認(rèn)識(shí)電與磁之間的相互聯(lián)系，使學(xué)生樂(lè)于探索自然界的奧妙，培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和求是態(tài)度，初步領(lǐng)會(huì)探索物理規(guī)律的方法。
　　教學(xué)重點(diǎn)
　　　 1.奧斯特的實(shí)驗(yàn)揭示了電流的磁效應(yīng)。
　　　 2.通電螺線管的磁場(chǎng)及其應(yīng)用。
　　教學(xué)難點(diǎn)：通電螺線管的磁場(chǎng)及其應(yīng)用。
　　教學(xué)準(zhǔn)備：奧斯特實(shí)驗(yàn)器材一套、通電螺線管、小磁針、投影儀、大頭針。
　　教學(xué)過(guò)程
　　一、引入新課
　　當(dāng)把小磁針?lè)旁跅l形磁體的周圍時(shí)，觀察到什么現(xiàn)象？其原因是什么？觀察到小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，因?yàn)榇朋w周圍存在著磁場(chǎng)，小磁針受到磁場(chǎng)的磁力作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)。這些是我們已經(jīng)了解過(guò)的知識(shí)，大家還想知道關(guān)于磁的一些什么樣的知識(shí)？
　　本節(jié)課我們就一起探索有關(guān)磁的其他知識(shí)。
　　二、新課學(xué)習(xí)
　　1.電流的磁效應(yīng)
　　大家先自己閱讀課本第一、二自然段，然后再演示，要仔細(xì)觀察、相互討論、得出結(jié)論。
　　在小磁針上面有一條直導(dǎo)線，當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時(shí)，你們能看到什么現(xiàn)象？改變電流的方向，又能看到什么現(xiàn)象？
　　現(xiàn)象：當(dāng)直導(dǎo)線觸接電池通電時(shí)，小磁針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。斷電時(shí)，小磁針又回到原來(lái)的位置。當(dāng)改變直導(dǎo)線中電流方向時(shí)，小磁針偏轉(zhuǎn)方向也發(fā)生變化。
　　結(jié)論：看來(lái)通電導(dǎo)線和磁體一樣，周圍存在著磁場(chǎng)。通電導(dǎo)線周圍磁場(chǎng)方向跟電流方向有關(guān)。當(dāng)電流方向發(fā)生變化時(shí)，磁場(chǎng)的方向也發(fā)生變化。
　　以上實(shí)驗(yàn)是丹麥的科學(xué)家?jiàn)W斯特首先發(fā)現(xiàn)的，此實(shí)驗(yàn)又叫奧斯特實(shí)驗(yàn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)表明，除了磁體周圍存在著磁場(chǎng)外，電流的周圍也存在著磁場(chǎng)，而且，磁場(chǎng)的方向跟電流的方向有關(guān)，這種現(xiàn)象叫做電流的磁效應(yīng)。
　　這個(gè)實(shí)驗(yàn)看上去非常簡(jiǎn)單，但在當(dāng)時(shí)這一重大發(fā)現(xiàn)轟動(dòng)了科學(xué)界。因?yàn)樗沂玖穗姮F(xiàn)象和磁現(xiàn)象不是各自孤立的，而是緊密聯(lián)系的，從而說(shuō)明表面上互不相關(guān)的自然現(xiàn)象之間是相互聯(lián)系的，這一發(fā)現(xiàn)有力地推動(dòng)了電磁學(xué)的研究和發(fā)展。奧斯特實(shí)驗(yàn)用的是一根直導(dǎo)線，后來(lái)科學(xué)家們又把導(dǎo)線彎成各種形狀，通電后研究電流的磁場(chǎng)。
　　2. 通電螺線管的磁場(chǎng)
　　把導(dǎo)線繞在圓筒上，做成的螺線管也叫線圈，它能使各導(dǎo)線產(chǎn)生的磁場(chǎng)疊加在一起，磁場(chǎng)就會(huì)強(qiáng)得多，這樣在生產(chǎn)實(shí)際中用途就大，那么通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣的？
　　我們下面通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)探究通電螺線管的磁場(chǎng)是什么樣，我們每組還是先提問(wèn)題，再設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、討論，最后得出結(jié)論。我們已了解了條形磁體、蹄形磁體周圍的磁場(chǎng)分布，那么通電螺線管的磁場(chǎng)可能與哪種磁體的相似？通電螺線管的極性與電流方向之間有什么關(guān)系？如何判斷？
　　學(xué)生們根據(jù)問(wèn)題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)在把你們記錄下小磁針指的方向在圖中標(biāo)出.還有是把你們的玻璃板，觀察鐵屑的分布情況，得到什么結(jié)論？
　　學(xué)生匯報(bào)自己的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論。
　　現(xiàn)象：把小磁針?lè)旁诼菥€管周圍，通電，小磁針偏轉(zhuǎn)。改變電流方向，小磁針偏轉(zhuǎn)方向發(fā)生變化。把一些小磁針?lè)旁谕娐菥€管周圍，記錄下小磁針北極指的方向，每個(gè)小磁針北極指的方向就是該點(diǎn)的磁場(chǎng)方向，描出磁感線。磁體周圍的磁感線都是從磁體的北極出來(lái)，回到磁體南極，這樣就判斷出通電螺線管的兩極。把小磁針?lè)旁诼菥€管的兩端通電后，觀察小磁針的N極指向，從而判別通電螺線管的N、S極。
　　結(jié)論：通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
　　我們知道通電螺線管兩端的極性跟螺線管中的電流方向有關(guān)，有什么樣的關(guān)系？我們能否想出一句話來(lái)概括這種普遍規(guī)律。看課本中螞蟻和猴子是怎么說(shuō)的，你們又怎么說(shuō)？
　　3.安培定則
　　大家回答得都很好，雖有不同的看法，還是說(shuō)出了自己的觀點(diǎn)，我很高興看到這樣的場(chǎng)面。我們知道通電導(dǎo)體周圍存在著磁場(chǎng)，通電螺線管外部的磁場(chǎng)和條形磁體的磁場(chǎng)相似。用學(xué)生的方法能判斷出螺線管的兩極，這個(gè)方法叫安培定則。
　　三、小結(jié)
　　和學(xué)生們一起小結(jié)，電流的磁效應(yīng)，通電螺線管的磁場(chǎng)，安培定則。
　　四、板書設(shè)計(jì)
第三節(jié)? 電生磁
　　　 一、電流的磁效應(yīng)
　　　 二、通電螺線管的磁場(chǎng)
　　??? 1.通電螺線管外部的磁場(chǎng)與條形磁體的磁場(chǎng)相似。
　　??? 2.通電螺線管兩端的極性跟螺線管中電流的方向有關(guān)。當(dāng)電流的方向變化時(shí)，通電螺線管的極性也發(fā)生改變。
　　　 三、安培定則
　　??? 用右手握著螺線管，讓四指指向螺線管中電流的方向，大拇指所指的那端就是螺線管的N極。
奧斯特
　　丹麥物理學(xué)家?jiàn)W斯特(Hans Christian Oersted，1777—851)1777年8月14日生于丹麥朗格蘭德島一個(gè)藥劑師家庭．12歲開(kāi)始幫助父親在藥房里干活，同時(shí)堅(jiān)持學(xué)習(xí)化學(xué)．由于刻苦攻讀，17歲以優(yōu)異的成績(jī)考取了哥本哈根大學(xué)的免費(fèi)生．他一邊當(dāng)家庭教師，一邊在學(xué)校學(xué)習(xí)藥物學(xué)、天文、數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等．1806年任哥本哈根大學(xué)物理學(xué)教授，1821年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1823年被選為法國(guó)科學(xué)院院士，后來(lái)任丹麥皇家科學(xué)協(xié)會(huì)會(huì)長(zhǎng)．
　　奧斯特早在讀大學(xué)時(shí)就深受康德哲學(xué)思想的影響，認(rèn)為各種自然力都來(lái)自同一根源，可以相互轉(zhuǎn)化．富蘭克林發(fā)現(xiàn)的萊頓瓶放電使鋼針磁化的現(xiàn)象，對(duì)奧斯特啟發(fā)很大，他認(rèn)識(shí)到電向磁的轉(zhuǎn)化不是不可能的，關(guān)鍵是要找出轉(zhuǎn)化的具體條件．他在1812年出版的《關(guān)于化學(xué)力和電力的統(tǒng)一性的研究》中，根據(jù)電流流經(jīng)直徑較小的導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱，推測(cè)如果通電導(dǎo)線的直徑進(jìn)一步縮小，那么導(dǎo)線就會(huì)發(fā)光；使通電導(dǎo)線的直徑變得更小，小到一定程度時(shí)，電流就會(huì)產(chǎn)生磁效應(yīng)．他指出：“我們應(yīng)該檢驗(yàn)電是否以其最隱蔽的方式對(duì)磁體有所影響．”尋找這兩大自然力之間聯(lián)系的思想，經(jīng)常盤繞在他的頭腦中．?
　　1819年冬，奧斯特在哥本哈根開(kāi)設(shè)了一個(gè)講座，講授電磁學(xué)方面的課題．在備課中，奧斯特分析了前人在電流方向上尋找磁效應(yīng)都未成功的事實(shí)，想到磁效應(yīng)可能像電流通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生熱和光那樣是向四周散射的，即是一種橫向力，而不是縱向的．1820年春，奧斯特安排了一個(gè)這方面的實(shí)驗(yàn)，他采用講演時(shí)常用的電池槽，讓電流通過(guò)一根很細(xì)的鉑絲，把一個(gè)帶玻璃罩的指南針?lè)旁阢K絲下面，實(shí)驗(yàn)沒(méi)有取得明顯的效果．1820年4月的一天晚上，奧斯特在講課中突然出現(xiàn)了一個(gè)想法，講課快結(jié)束時(shí)，他說(shuō)：讓我把導(dǎo)線與磁針平行放置來(lái)試試看．當(dāng)他接通電源時(shí)，他發(fā)現(xiàn)小磁針微微動(dòng)了一下．這一現(xiàn)象使奧斯特又驚又喜，他緊緊抓住這一現(xiàn)象，連續(xù)進(jìn)行了3個(gè)月的實(shí)驗(yàn)研究，終于在1820年7月21日發(fā)表了題為《關(guān)于磁針上的電流碰撞的實(shí)驗(yàn)》的論文．這篇僅用了4頁(yè)紙的論文，是一篇極其簡(jiǎn)潔的實(shí)驗(yàn)報(bào)告．奧斯特在報(bào)告中講述了他的實(shí)驗(yàn)裝置和60多個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，從實(shí)驗(yàn)總結(jié)出：電流的作用僅存在于載流導(dǎo)線的周圍；沿著螺紋方向垂直于導(dǎo)線；電流對(duì)磁針的作用可以穿過(guò)各種不同的介質(zhì)；作用的強(qiáng)弱決定于介質(zhì)，也決定于導(dǎo)線到磁針的距離和電流的強(qiáng)弱；銅和其他一些材料做的針不受電流作用；通電的環(huán)形導(dǎo)體相當(dāng)于一個(gè)磁針，具有兩個(gè)磁極，等等．?
　　奧斯特發(fā)現(xiàn)的電流磁效應(yīng)，是科學(xué)史上的重大發(fā)現(xiàn)．它立即引起了那些懂得它的重要性和價(jià)值的人們的注意．在這一重大發(fā)現(xiàn)之后，一系列的新發(fā)現(xiàn)接連出現(xiàn)．兩個(gè)月后安培發(fā)現(xiàn)了電流間的相互作用，阿拉果制成了第一個(gè)電磁鐵，施魏格發(fā)明電流計(jì)等．安培曾寫道：“奧斯特先生……已經(jīng)永遠(yuǎn)把他的名字和一個(gè)新紀(jì)元聯(lián)系在一起了．”奧斯特的發(fā)現(xiàn)揭開(kāi)了物理學(xué)史上的一個(gè)新紀(jì)元．
　　奧斯特不只是一位著名的物理學(xué)家，還是一位優(yōu)秀的教師．他的講課有表演，有分析．他非常重視實(shí)驗(yàn)，他說(shuō)過(guò)“我不喜歡那種沒(méi)有實(shí)驗(yàn)的枯燥的講課，因?yàn)闅w根到底，所有的科學(xué)進(jìn)展都是從實(shí)驗(yàn)開(kāi)始的．”
對(duì)磁懸浮，你了解多少呢？
　　高速低耗
　　懸浮列車是一種采用無(wú)接觸的電磁懸浮、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的磁懸浮高速列車系統(tǒng).它的時(shí)速可達(dá)到500公里以上，是當(dāng)今世界最快的地面客運(yùn)交通工具，有速度快、爬坡能力強(qiáng)、能耗低的優(yōu)點(diǎn)，每個(gè)坐位的能耗僅為飛機(jī)的三分之一、汽車的70%.它運(yùn)行時(shí)噪音小、安全舒適、不燃油，污染少.?
??? 本世紀(jì)五、六十年代，鐵路曾經(jīng)被認(rèn)為是一個(gè)夕陽(yáng)運(yùn)輸產(chǎn)業(yè).因?yàn)槊鎸?duì)航空、高速公路等運(yùn)輸對(duì)手的強(qiáng)勁挑戰(zhàn)，它蝸牛般的爬行速度，已越來(lái)越不適應(yīng)現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)物流和人流的快速流動(dòng)需要了.但七十年代以來(lái)，特別是近幾年來(lái)，隨著鐵路高速化成為世界的熱點(diǎn)和重點(diǎn)，鐵路重新贏回了在各國(guó)交通運(yùn)輸格局中舉足輕重的地位.法國(guó)、日本、俄國(guó)、美國(guó)等國(guó)家列車時(shí)速由200公里向300公里發(fā)展.1995年舉行的國(guó)際鐵路會(huì)議預(yù)測(cè)，到20世紀(jì)末，德國(guó)、日本、法國(guó)等國(guó)家的高速鐵路運(yùn)營(yíng)時(shí)速將達(dá)到360公里.要使列車在如此高的速度下持續(xù)行駛，傳統(tǒng)的車輪加鋼軌組成的系統(tǒng)，已經(jīng)無(wú)能為力了.在這種情況下，只能使用一種超常規(guī)的列車－－磁懸浮列車.
??? 普通列車行駛時(shí)，車輪與鋼軌是緊緊貼在一起的，當(dāng)列車高速行駛時(shí)，車輪與鋼軌的阻力就大大增加.據(jù)科學(xué)家計(jì)算，依靠動(dòng)力牽引，車輪與鋼軌接觸的普通輪軌列車，最大時(shí)速為380公里左右，如果考慮到噪音、震動(dòng)、車輪和鋼軌磨損等因素，實(shí)際速度不可能達(dá)到最大時(shí)速.所以，歐洲、日本現(xiàn)在正運(yùn)行的高速列車，在速度上已沒(méi)有多大潛力.要進(jìn)一步提高速度，必須轉(zhuǎn)向磁懸浮技術(shù).
??? 我們知道：把兩塊磁鐵相同的一極靠近，它們就相互排斥，反之，把相反的一極靠近，它們就互相吸引.托起磁懸浮列車的，那似乎神秘的懸浮之力，其實(shí)就是這兩種吸引力與排斥力.這種列車懸浮在軌道上方，和軌道之間沒(méi)有直接接觸，運(yùn)行阻力大大減小，因此磁懸浮列車的最大時(shí)速可以達(dá)到500公里以上.
??? 兩種技術(shù)
??? 根據(jù)吸引力和排斥力的基本原理，國(guó)際上磁懸浮列車有兩個(gè)發(fā)展方向.一個(gè)是以德國(guó)為代表的常規(guī)磁鐵吸引式懸浮系統(tǒng)－－EMS?系統(tǒng)，利用常規(guī)的電磁鐵與一般鐵性物質(zhì)相吸引的基本原理，把列車吸引上來(lái)，懸空運(yùn)行；另一個(gè)是以日本為代表的排斥式懸浮系統(tǒng)－－EDS?系統(tǒng)，用超導(dǎo)的磁懸浮原理，使車輪和鋼軌之間產(chǎn)生排斥力，使列車懸空運(yùn)行.這兩個(gè)國(guó)家都堅(jiān)定地認(rèn)為自己國(guó)家的系統(tǒng)是最好的，都在把各自的技術(shù)推向?qū)嵱没A段.估計(jì)到下一個(gè)世紀(jì)，這兩種技術(shù)路線將依然并存.
??? 北京大學(xué)張承福教授認(rèn)為，比較而言，日本的排斥式系統(tǒng)比較有利.它在物理上的原理比較簡(jiǎn)單，懸浮穩(wěn)定，車輪與鋼軌之間的距離保持在10厘米左右，對(duì)鋼軌的要求不那么嚴(yán)格；由于對(duì)控制系統(tǒng)的要求較低，所以能耗也少.而吸引式的懸浮系統(tǒng)只能把車輪與鋼軌保持在3-4厘米左右，這就需要有一個(gè)良好的控制系統(tǒng)，能耗自然就多；而且它對(duì)鋼軌的要求也很高，遇上軌道上有冰雪，或高低不平的路段就影響運(yùn)行.
??? 發(fā)展歷程
????磁懸浮列車今天看似乎還是一個(gè)新鮮事物，其實(shí)它的理論準(zhǔn)備有很長(zhǎng)的歷史.1929年德國(guó)人首先提出了磁懸浮理論，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，他們就一直計(jì)劃搞一條磁懸浮鐵路.日本人1972年開(kāi)始嘗試EDS?系統(tǒng)，但這個(gè)原理早在1966年就由美國(guó)人提出來(lái)了.這套技術(shù)的理論背景與當(dāng)時(shí)的超導(dǎo)技術(shù)發(fā)展緊密相關(guān).因?yàn)榱⑵呤甏鞘澜绯瑢?dǎo)應(yīng)用研究的鼎盛時(shí)期，利用超導(dǎo)原理，解決一些應(yīng)用難題是那時(shí)的熱點(diǎn).
??? 日本磁懸浮列車山梨實(shí)驗(yàn)線曾在1997年12月創(chuàng)造了不載客時(shí)速550公里的世紀(jì)記錄.而在1999年4月14日，山梨實(shí)驗(yàn)線更創(chuàng)世界鐵路行車時(shí)速552公里的世界新紀(jì)錄.這次的實(shí)驗(yàn)列車由5節(jié)車廂組成，乘客13人，總負(fù)荷為10噸重，兩次行駛實(shí)驗(yàn)都跑出了每小時(shí)552公里的速度，并準(zhǔn)備今后將進(jìn)行耐久性實(shí)驗(yàn)和時(shí)速在500公里情況下的錯(cuò)車實(shí)驗(yàn).
??? 中國(guó)于1876年修建了第一條鐵路，日本于1872年修建第一條鐵路，兩國(guó)只相差4年.但日本修建第一條高速鐵路的時(shí)間是1964年；1982年，日本就開(kāi)通了第一條超導(dǎo)磁懸浮實(shí)驗(yàn)線，而20世紀(jì)結(jié)束時(shí)，我國(guó)還只有一條時(shí)速才170公里的廣深準(zhǔn)高速鐵路.
??? 但中國(guó)的磁懸浮技術(shù)發(fā)展很快.目前，國(guó)內(nèi)國(guó)防科技大學(xué)和西南交通大學(xué)都在進(jìn)行磁懸浮列車的研制工作，都已經(jīng)有了比較成熟的技術(shù).2001年，國(guó)防科大磁懸浮實(shí)驗(yàn)線路建成，西南交大的實(shí)驗(yàn)線路也正在建設(shè).磁懸浮在中國(guó)的市場(chǎng)運(yùn)做進(jìn)展也很順利，德國(guó)柏林到漢堡之間的磁懸浮鐵路建設(shè)計(jì)劃擱淺以后，轉(zhuǎn)而與中國(guó)達(dá)成協(xié)議，在上海修建一條可能將是世界上首條進(jìn)行商業(yè)運(yùn)行的磁懸浮鐵路.北京，四川等地也正準(zhǔn)備修建類似鐵路.
??? 市場(chǎng)定位
??? 現(xiàn)有的運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)是陸海空多種運(yùn)輸手段結(jié)合的綜合系統(tǒng)，各種交通工具之間，既有明確分工，又有激烈競(jìng)爭(zhēng)，而且飛機(jī)和汽車的運(yùn)輸速度也在日新月異地發(fā)展，那么，如果說(shuō)要發(fā)展磁懸浮列車的話，它的市場(chǎng)應(yīng)在哪里定位呢？
??? 北京大學(xué)的張承福教授認(rèn)為，向空中發(fā)展有一定的局限性，比如周期性的運(yùn)輸或長(zhǎng)距離的運(yùn)輸，用飛機(jī)可能比較合適，但如果幾百公里的距離也用飛機(jī)就不經(jīng)濟(jì)了.因?yàn)闄C(jī)場(chǎng)離城市一般比較遠(yuǎn)，飛機(jī)起降需要不少時(shí)間，因此，從效率看，飛機(jī)盡管比其它的運(yùn)輸工具快，但除開(kāi)起降時(shí)間，在幾百公里的范圍內(nèi)，它與高速列車，特別是未來(lái)的磁懸浮列車相比并沒(méi)有什么優(yōu)勢(shì).而且飛機(jī)的能耗比列車要大得多.而陸地高速運(yùn)輸----高速鐵路，也有其局限性－－速度極限、噪音污染，摩擦損耗等等.因此，各國(guó)過(guò)去準(zhǔn)備搞普通高速列車的，現(xiàn)在都傾向于搞磁懸浮列車.
????磁懸浮列車既然如此先進(jìn)，如此快速，我國(guó)能不能很快就發(fā)展磁懸浮鐵路，使中國(guó)的大地風(fēng)馳電掣地奔馳著磁懸浮列車呢？
??? 中國(guó)科學(xué)院邱勵(lì)儉院士認(rèn)為，好的東西不一定決定你馬上上馬.磁懸浮列車花費(fèi)太大，1公里高速公路投資需要2億人民幣，1公里磁懸浮鐵路投資翻兩番都不止.如果要修一條從北京到天津的高速公路，投資300-400億人民幣足夠，而修一條磁懸浮鐵路，沒(méi)有1000億人民幣是不可能的.所以他認(rèn)為應(yīng)該要慎重.邱院士的意見(jiàn)，代表了很大一部分人的意見(jiàn)，因此中國(guó)對(duì)發(fā)展磁懸浮列車采取的是循序漸進(jìn)的策略.
磁懸浮列車在中國(guó)
　　首先需要介紹，什么是磁浮列車。傳統(tǒng)的快速列車是利用車輪和鋼軌之間的相互作用來(lái)解決支撐、導(dǎo)向和驅(qū)動(dòng)這三大問(wèn)題。磁浮列車卻利用電磁場(chǎng)所特有的“同性相斥、異性相吸”的相互作用，來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)車和路軌間的上浮、約束和驅(qū)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)了機(jī)車緊貼路面但又是無(wú)接觸的高速飛行。由于這一電磁體系完全取消了列車和鋼軌間的直接接觸所引起的摩擦力，因而大幅度降低了能耗、磨損、振動(dòng)和噪聲，也比輪軌列車更容易實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行。如果說(shuō)通常的高速輪軌列車的最高運(yùn)行速度是300公里／小時(shí)的話，那末磁浮列車最高行駛速度將是450— 500公里／小時(shí)，按照這樣的速度，由北京到上海，將不超過(guò)4個(gè)小時(shí)，由北京到廣州將不超過(guò)5個(gè)半小時(shí)，而且比飛機(jī)更為舒適、安全和風(fēng)雪無(wú)阻地準(zhǔn)時(shí)到達(dá)。這無(wú)疑將會(huì)受到旅客的熱烈歡迎。
　　我國(guó)第一條鐵路建成在1876年，經(jīng)過(guò)七十多年的發(fā)展，全國(guó)解放時(shí)總長(zhǎng)2.18萬(wàn)公里，承擔(dān)著全國(guó)65％的客運(yùn)量和約85％的旅客周轉(zhuǎn)量，是主要的客運(yùn)交通工具。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)鐵路得到了迅速發(fā)展，營(yíng)業(yè)里程迅速增長(zhǎng)，達(dá)到當(dāng)前的6. 5萬(wàn)公里，直到七十年代中后期，仍然保持著全國(guó)客運(yùn)中的骨干地位。八十年代以來(lái)，由于公路與民航的迅速發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)客運(yùn)速度提高的需求日益增大，導(dǎo)致了鐵路在客運(yùn)中的地位明顯下降，1997年鐵路在全國(guó)客運(yùn)量中的份額降至7％，在旅客周轉(zhuǎn)量中份額降至35％。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，必須大力致力于列車客運(yùn)提速，才能保持和發(fā)展鐵路作為重要客運(yùn)工具的地位。
　　中科院院士嚴(yán)陸光是我國(guó)發(fā)展高速磁懸浮技術(shù)的熱心支持者之一。他認(rèn)為，我國(guó)需要發(fā)展高速磁懸浮列車，就在于它最適合于我國(guó)高速客運(yùn)專線網(wǎng)的發(fā)展。理由主要有以下三點(diǎn)：
　　1.我國(guó)幅員遼闊，人口眾多。目前考慮的主要客運(yùn)專線（京滬1320公里，京廣港澳2550公里，哈大940公里，徐州寶雞1030公里，浙贛940公里，京沈703公里，滬杭194公里）大多在1000公里以上。500公里/小時(shí)的磁懸浮列車比300公里/小時(shí)的高速輪軌列車在旅客選擇民航或鐵路中具有顯著的優(yōu)越性。
　　2.我國(guó)至今尚無(wú)客運(yùn)專線，高速客運(yùn)網(wǎng)的形成大約需半個(gè)世紀(jì)的持續(xù)努力，恰恰成為我們?cè)诮煌I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)跨越發(fā)展、發(fā)揮后發(fā)優(yōu)勢(shì)、后來(lái)居上的重要機(jī)遇。雖然高速磁懸浮技術(shù)不如高速輪軌技術(shù)成熟，但只要我們統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，下定決心，認(rèn)真抓緊工作，完全可能在近期內(nèi)即達(dá)到成熟，并付諸實(shí)施。
　　3.高速磁懸浮體系的發(fā)展將帶動(dòng)當(dāng)前眾多高新技術(shù)前沿的發(fā)展，這些高新技術(shù)本身又將為新興產(chǎn)業(yè)的形成和經(jīng)濟(jì)發(fā)展起著重要的作用。
　　我們之所以對(duì)磁懸浮運(yùn)載技術(shù)感興趣，也是由于我們認(rèn)識(shí)到，它代表著一種先進(jìn)的趨勢(shì)和先進(jìn)的發(fā)展方向。目前，中國(guó)對(duì)磁懸浮鐵路技術(shù)的研究還處于初級(jí)階段。經(jīng)過(guò)中國(guó)鐵道科學(xué)研究院、西南交大、國(guó)防科大、中科院電工所等單位對(duì)常導(dǎo)低速磁懸浮列車的懸浮、導(dǎo)向、推進(jìn)等關(guān)鍵技術(shù)的基礎(chǔ)性研究，已對(duì)低速常導(dǎo)磁懸浮技術(shù)有了一定認(rèn)識(shí)，初步掌握了常導(dǎo)低速磁懸浮穩(wěn)定懸浮的控制技術(shù)。繼1994年西南交大成功地進(jìn)行了4個(gè)座位、自重4噸、懸浮高度為8毫米、時(shí)速為30公里的磁懸浮列車試驗(yàn)之后，由鐵科院主持、長(zhǎng)春客車廠、中科院電工所、國(guó)防科技大學(xué)參加，共同研制的長(zhǎng)為6.5米、寬為3米、自重4噸、內(nèi)設(shè)15個(gè)座位的6噸單轉(zhuǎn)向架磁懸浮試驗(yàn)車在鐵科院環(huán)行試驗(yàn)線的軌距為2米、長(zhǎng)36米、設(shè)計(jì)時(shí)速為100公里的室內(nèi)磁懸浮實(shí)驗(yàn)線路上成功地進(jìn)行了試驗(yàn)，并于1998年12月通過(guò)了鐵道部科技成果鑒定。6噸單轉(zhuǎn)向架磁懸浮試驗(yàn)車的研制成功，為低速常導(dǎo)磁懸浮列車的研究提供了技術(shù)基礎(chǔ)，填補(bǔ)了我國(guó)在磁懸浮列車技術(shù)領(lǐng)域的空白。
　　其實(shí)，磁懸浮運(yùn)載技術(shù)它不僅能夠用于陸上平面運(yùn)載，也可以用于海上運(yùn)載，還能用于垂直發(fā)射，美國(guó)就在試驗(yàn)用磁懸浮技術(shù)發(fā)射火箭；它在磁懸浮、直線驅(qū)動(dòng)、低溫超導(dǎo)、電力電子、計(jì)算機(jī)控制與信息技術(shù)、醫(yī)療等多個(gè)領(lǐng)域都有極重要的價(jià)值——概括的說(shuō)，它是一種能帶動(dòng)眾多高新技術(shù)發(fā)展的基礎(chǔ)科學(xué)，又是一種具有極廣泛前景的應(yīng)用技術(shù)。
　　我們可以預(yù)見(jiàn)，隨著超導(dǎo)材料和超低溫技術(shù)的發(fā)展，修建磁浮鐵路的成本、技術(shù)及性能都有可能會(huì)大大降低。到那時(shí)，磁浮鐵路作為一種快速、舒適的“綠色交通工具”，將會(huì)飛馳在祖國(guó)的大地，這樣，距離就不再會(huì)是阻隔我們團(tuán)聚的最大因素了。
船舶推進(jìn)裝置的革命——
第一艘用超導(dǎo)電磁推進(jìn)取代傳統(tǒng)螺旋槳推進(jìn)器的超導(dǎo)電磁推進(jìn)船
　　螺旋槳曾被人們認(rèn)為是船舶航行必然使用的推進(jìn)裝置，但隨著現(xiàn)代船舶科技的發(fā)展，未來(lái)的巨型船舶將可能取消螺旋槳這一推進(jìn)裝置，而改用超導(dǎo)電磁推進(jìn)裝置來(lái)推動(dòng)船快速航行在海上。
　　把電磁用于船舶推進(jìn)裝置的設(shè)想，最早是由美 國(guó)賴斯博士提出來(lái)的。采用電磁推進(jìn)的船舶，由于沒(méi)有螺旋槳等運(yùn)動(dòng)部件，因而毫無(wú)振動(dòng)的感覺(jué)，可在海上靜靜地航行。由于海水的電阻大，所以必須達(dá)到20萬(wàn)高斯的磁場(chǎng)強(qiáng)度，船體才能獲得必要的推力。目前一般使用的鐵芯電磁鐵僅能達(dá)到2萬(wàn)高斯的磁場(chǎng)強(qiáng)度，可是用超導(dǎo)體電磁鐵裝備船舶的推進(jìn)系統(tǒng)，就能獲得強(qiáng)大的磁場(chǎng)和必要的推力。
　　1966年，美國(guó)綜合電機(jī)公司根據(jù)賴斯的研究，首次制成了電磁推進(jìn)船的模型船EMS—1。但使用的銅質(zhì)線圈磁場(chǎng)強(qiáng)度只達(dá)到150高斯，沒(méi)有取得什么有用的資料。
　　1976年，日本的神戶商船大學(xué)用超導(dǎo)體電磁材料裝備船的推進(jìn)系統(tǒng)，制成了超導(dǎo)體電磁推進(jìn)船的模型船“SEMD— 1”。船長(zhǎng)僅 1米，在海水中的磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到6000高斯。1979年又制成一艘超導(dǎo)船的模型船“ST— 500”，全長(zhǎng)3.6米，重700千克，船底裝備的超導(dǎo)體電磁線圈用鈮鈦合金制造，在海水中可產(chǎn)生2萬(wàn)高斯的強(qiáng)磁場(chǎng)。ST—500模型船在海里可以每秒1米的速度前進(jìn)，完全沒(méi)有振動(dòng)和噪音。
　　最近，世界上第一艘以超導(dǎo)磁體作為行駛動(dòng)力的新型超導(dǎo)電磁雙體推進(jìn)船在日本建成。這艘命名為“大和1號(hào)”的實(shí)驗(yàn)船長(zhǎng)30米，寬18米，高8米，自重280噸，排水量185噸，航速每小時(shí)15千米。雙體船的推進(jìn)系統(tǒng)裝有電磁鐵，裝在該船浮筒的水筒前部。海水流入水筒，帶電的電極便在水中產(chǎn)生電流。這些磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)同這一電流相互作用，產(chǎn)生的電磁力把水從水筒的末端作為高速水流噴出。增加磁場(chǎng)強(qiáng)度的方法是用超導(dǎo)電磁鐵，放在液氦里冷卻。兩臺(tái)柴油發(fā)動(dòng)機(jī)為這些磁鐵提供電力。
　　但目前要達(dá)到20萬(wàn)高斯的強(qiáng)度，必須尋求更有效的超導(dǎo)體。此外，須改善通電電板板，使磁場(chǎng)屏蔽材料輕量化等一系列難題仍有待克服。
高速磁懸浮列車的誘惑
????--在1500公里旅行距離內(nèi)，坐高速磁懸浮列車好還是乘飛機(jī)好？
????--中國(guó)將建造全長(zhǎng)8000公里的高速客運(yùn)專用網(wǎng)，高速磁懸浮列車技術(shù)能入選嗎？
????--國(guó)際上磁懸浮列車技術(shù)已近成熟，中國(guó)如何發(fā)揮後發(fā)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)技術(shù)跨越？
????整個(gè)人類客運(yùn)交通發(fā)展的歷史是一個(gè)速度不斷提高的歷史。每一種新型交通工具的出現(xiàn)和重大技術(shù)的突破都伴隨速度的顯著提高。二十世紀(jì)在這方面尤為突出，飛機(jī)、汽車與火車均在不斷刷新其速度的紀(jì)錄，高速磁懸浮列車發(fā)展尤為令人矚目。
????傳統(tǒng)輪軌鐵路的運(yùn)營(yíng)速度經(jīng)過(guò)100多年的發(fā)展，達(dá)到了300-350公里／小時(shí)，其進(jìn)一步提高受到了用輪軌支承和受電弓供電的限制。高速磁懸浮列車用電磁力將列車浮起而取消輪軌，采用長(zhǎng)定子同步直流電機(jī)將電供至地面線圈，驅(qū)動(dòng)列車高速行駛，從而取消了受電弓，實(shí)現(xiàn)了與地面沒(méi)有接觸、不帶燃料的地面飛行，克服了傳統(tǒng)輪軌鐵路的主要困難。從六十年代起，日本、德國(guó)作為強(qiáng)大的國(guó)家研究發(fā)展計(jì)劃，投入了數(shù)十億美元的資金，經(jīng)過(guò)持續(xù)努力，使整個(gè)技術(shù)已經(jīng)成熟到可以建造實(shí)用運(yùn)營(yíng)，最高試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)速度已達(dá)550公里／小時(shí)。從而，人類地面客運(yùn)的速度可望在21世紀(jì)前、中期達(dá)到500公里／小時(shí)的新水平，使高速地面交通的發(fā)展繼續(xù)長(zhǎng)足前進(jìn)。
????磁懸浮列車的七大優(yōu)勢(shì)
????作為目前最快速的地面交通工具，磁懸浮列車技術(shù)的確有其他地面交通技術(shù)無(wú)法比擬的優(yōu)勢(shì)。
????首先，它克服了傳統(tǒng)輪軌鐵路提高速度的主要障礙，發(fā)展前景廣闊。
????第一條輪軌鐵路出現(xiàn)在1825年，經(jīng)過(guò)140年努力，其運(yùn)營(yíng)速度才突破200公里／小時(shí)，由200公里／小時(shí)到300公里／小時(shí)又花了近30年，雖然技術(shù)還在完善與發(fā)展，繼續(xù)提高速度的余地已不大，而困難很大。還應(yīng)注意到，輪軌鐵路提高速度的代價(jià)是很高的，300公里／小時(shí)高速鐵路的造價(jià)比200公里／小時(shí)的準(zhǔn)高速鐵路高近兩倍，比120公里／小時(shí)的普通鐵路高三至八倍，繼續(xù)提高速度，其造價(jià)還將急劇上升。世界第一個(gè)磁懸浮列車小型模型是1969年在德國(guó)出現(xiàn)的，日本是1972年造出的。可僅僅十年後的1979年，磁懸浮列車技術(shù)就創(chuàng)造了517公里／小時(shí)的速度紀(jì)錄。目前技術(shù)已經(jīng)成熟，可進(jìn)入500公里／小時(shí)實(shí)用運(yùn)營(yíng)?的建造階段。
????第二，磁懸浮列車是當(dāng)今唯一能達(dá)到運(yùn)營(yíng)速度500公里／小時(shí)的地面客運(yùn)交通工具，具有不可取代的優(yōu)越性。
????對(duì)於客運(yùn)來(lái)說(shuō)，提高速度的主要目的在於縮短乘客的旅行時(shí)間，因此，運(yùn)行速度的要求與旅行距離的長(zhǎng)短緊密相關(guān)。各種交通工具根據(jù)其自身速度、安全、舒適與經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)，分別在不同旅行距離中起?骨干作用。專家們對(duì)各種運(yùn)輸工具的總旅行時(shí)間和旅行距離的分析表明，按總旅行時(shí)間考慮，300公里／小時(shí)的高速輪軌與飛機(jī)相比在旅行距離小於700公里時(shí)才優(yōu)越。而500公里／小時(shí)的高速磁懸浮，則比飛機(jī)優(yōu)越的旅行距離將達(dá)1500公里以上。
????上述觀點(diǎn)已為近年來(lái)國(guó)際高速輪軌交通的實(shí)踐所證實(shí)。國(guó)際上250-300公里／小時(shí)的高速輪軌鐵路迄今共有13條運(yùn)營(yíng)，總長(zhǎng)4369公里。除日本東京--博多全長(zhǎng)1069公里外，其它均小於600公里。日本各種交通工具市場(chǎng)占有率與旅行距離間的關(guān)系表明，250公里／小時(shí)的新干高速輪軌鐵路，隨旅行距離的增加，其市場(chǎng)占有率迅速上升，在約800公里時(shí)達(dá)到約70%的峰值。距離繼續(xù)增大，由於旅客更多選擇了飛機(jī)，占有率急劇下降，1200公里時(shí)降到約30%。
????第三，能耗低。它在500公里／小時(shí)速度下每座位·公里的能耗僅為飛機(jī)的1／3至1／2，比汽車小30%。在300公里／小時(shí)的相同速度下，德國(guó)TR磁浮列車每座位/公里能耗比ICE1在300公里／小時(shí)速度時(shí)相當(dāng)。
????第四，噪音小。實(shí)測(cè)表明，列車通過(guò)時(shí)25米距離處的噪音，在300公里／小時(shí)速度時(shí)，德國(guó)TR列車為79分貝，ICE1列車為91分貝。
????啟動(dòng)停車快，爬坡能力強(qiáng)，選擇自由度較大是高速磁懸浮的第五大優(yōu)點(diǎn)。德國(guó)TR07磁浮列車啟動(dòng)50秒後(行程2公里)，時(shí)速可達(dá)200公里／小時(shí)，100秒後(4.8公里)達(dá)300公里／小時(shí)，150秒後(9.6公里)達(dá)400公里／小時(shí)；ICE輪軌高速在150秒後(行程5公里)達(dá)200公里／小時(shí)。已經(jīng)證明，磁浮列車爬坡能力可達(dá)100%，而輪軌高速為40%，在同等速度下，磁懸浮列車轉(zhuǎn)彎半徑小，從而其選自由度較大，這意味路可較短、少占地面、耕地，降低總投資。
????磁懸浮列車與輪軌列車相比還有安全、舒適，維修少的優(yōu)勢(shì)。磁浮列車在結(jié)構(gòu)上保證不易脫軌，推進(jìn)方式保證不易撞車。磁懸浮列車沒(méi)有車輪和鐵軌的接觸以及與受電弓的機(jī)械接觸，震動(dòng)小，舒適性好，其工作屬於無(wú)磨損運(yùn)行，維修主要集中在電子技術(shù)方面，不需大量體力勞動(dòng)。
????第七大優(yōu)點(diǎn)是，磁懸浮列車采用電力驅(qū)動(dòng)，不需燃油，這使它的發(fā)展不受能源結(jié)構(gòu)，特別是燃油供應(yīng)的限制；同時(shí)，無(wú)有害氣體排放，環(huán)境污染小。
????當(dāng)然，磁懸浮列車技術(shù)還處在發(fā)展中，與國(guó)際上已建成總長(zhǎng)4369公里、運(yùn)營(yíng)已有三十多年經(jīng)驗(yàn)的高速輪軌鐵路相比，高速磁懸浮列車在技術(shù)成熟性和建設(shè)運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)上還有明顯差距。比如，作為一種新型交通工具，高速磁懸浮列車與輪軌鐵路只能像汽車、飛機(jī)、輪船一樣通過(guò)換乘來(lái)兼容；同時(shí)，高速磁懸浮?的道岔要移動(dòng)地面圈系統(tǒng)，其成網(wǎng)要比輪軌鐵路困難一些；在運(yùn)量方面，從目前日本高速磁懸浮的運(yùn)量目標(biāo)看，單向10000人／小時(shí)，似乎還不大；等等。這是任何一種新技術(shù)與傳統(tǒng)技術(shù)比較時(shí)通常遇到的情況。至於投資，有人認(rèn)為它需要的投資較大，也是與高速輪軌鐵路相比的一個(gè)弱勢(shì)。實(shí)際上，高速磁懸浮的投資的確比高速輪軌鐵路高1.2-1.5倍，但前者的速度卻比後者要高出50-70%，這樣比較起來(lái)，其實(shí)是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。隨產(chǎn)業(yè)發(fā)展與經(jīng)驗(yàn)的積累，其降低投資的可能性與幅度可能遠(yuǎn)大於高速輪軌。
????中國(guó)具備發(fā)展磁懸浮列車的需求
????我國(guó)第一條鐵路建成在1876年，經(jīng)過(guò)七十多年的發(fā)展，全國(guó)解放時(shí)總長(zhǎng)2.18萬(wàn)公里，承擔(dān)全國(guó)65%的客運(yùn)量和約85%的旅客周轉(zhuǎn)量，是主要的客運(yùn)交通工具。建國(guó)以來(lái)，我國(guó)鐵路得到了迅速發(fā)展，營(yíng)業(yè)里程迅速增長(zhǎng)，達(dá)到當(dāng)前的6.5萬(wàn)公里，直到七十年代中後期，仍然保持全國(guó)客運(yùn)中的骨干地位。八十年代以來(lái)，由於公路與民航的迅速發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)客運(yùn)速度提高的需求日益增大，導(dǎo)致了鐵路在客運(yùn)中的地位明顯下降，1997年鐵路在全國(guó)客運(yùn)量中的份額降至7%，在旅客周轉(zhuǎn)量中份額降至35%。人們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，必須大力致力於客運(yùn)提速，才能保持和發(fā)展鐵路作為重要客運(yùn)工具的地位。近年來(lái)，在既有提速和建造高速輪軌鐵路的準(zhǔn)備方面，取得了可喜的成績(jī)。
????我國(guó)是否需要高速磁懸浮列車與如何預(yù)測(cè)我國(guó)鐵路網(wǎng)的需求和發(fā)展緊密相關(guān)。最近鐵道部經(jīng)濟(jì)規(guī)劃研究院路網(wǎng)研究所李宏等同志發(fā)表了21世紀(jì)上半葉我國(guó)鐵路網(wǎng)需求與總規(guī)模的預(yù)測(cè)研究結(jié)果，并提出了發(fā)展設(shè)想。按照他們的研究意見(jiàn)，我國(guó)鐵路在21世紀(jì)上半葉仍屬建設(shè)高潮時(shí)期，約至2050年全國(guó)人口約14.7億，城鎮(zhèn)人口約占75%；鐵路年人均乘車率將由目前的0.8次增至約3次；鐵路旅客平均行程將由目前的約360公里增至460-500公里，鐵路旅客周轉(zhuǎn)量將達(dá)2-2.2萬(wàn)億人公里。從上述預(yù)測(cè)需求出發(fā)，他們建議：我國(guó)鐵路網(wǎng)總規(guī)模將由目前的6.5萬(wàn)公里增至12萬(wàn)公里。
????新的鐵路網(wǎng)將由三部分組成，即：約0.8萬(wàn)公里的高速客運(yùn)專網(wǎng)；約2-2.2萬(wàn)公里的客貨混跑快速客運(yùn)網(wǎng)和約9萬(wàn)公里的普通鐵路網(wǎng)。顯然，這意味我國(guó)已具備了發(fā)展磁懸浮列車的需求。當(dāng)前問(wèn)題的關(guān)鍵在於，21世紀(jì)上半葉我國(guó)將建造的、目前為零、全長(zhǎng)近8000公里的高速客運(yùn)專網(wǎng)應(yīng)該采用500公里／小時(shí)的高速磁懸浮鐵路還是300公里／小時(shí)的高速輪軌鐵路，這是決定我國(guó)是否需要高速磁懸浮鐵路的基礎(chǔ)。
????適合中國(guó)高速客運(yùn)國(guó)情的選擇
????關(guān)於高速磁懸浮列車是發(fā)展我國(guó)高速客運(yùn)的最佳選擇這個(gè)觀點(diǎn)，至少有三個(gè)重要的論據(jù)：
????其一，我國(guó)幅員遼闊，人口眾多。目前考慮的主要客運(yùn)專(京滬1320公里，京廣港澳2550公里，哈大940公里，徐州寶?1030公里，浙贛940公里，津?yàn)c730公里，滬杭194公里)大多在100公里以上。500公里／小時(shí)的磁懸浮列車比300公里／小時(shí)的高速輪軌列車在旅客選擇民航或鐵路中具有顯著的優(yōu)越性。高速磁懸浮的投資成本比高速輪軌相差不多，其更高速的優(yōu)越性無(wú)疑應(yīng)該成為優(yōu)先選擇的方案。
????其二，我國(guó)至今尚無(wú)客運(yùn)專。高速客運(yùn)網(wǎng)的形成大約需半個(gè)世紀(jì)的持續(xù)努力，恰恰成為我們?cè)诮煌I(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)技術(shù)跨越發(fā)展、發(fā)揮後發(fā)優(yōu)勢(shì)、後來(lái)居上的重要機(jī)遇。雖然高速磁懸浮技術(shù)不如高速輪軌成熟，但只要我們統(tǒng)一認(rèn)識(shí)，下定決心，認(rèn)真抓緊工作，完全可能在近期內(nèi)即達(dá)到成熟，并付諸實(shí)施。
????其三，高速磁懸浮鐵路體系的發(fā)展將帶動(dòng)當(dāng)前眾多高新技術(shù)前沿的發(fā)展。
????這些高新技術(shù)本身又將形成新興產(chǎn)業(yè)，對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)揮重要的作用。我國(guó)及時(shí)抓住高速磁懸浮鐵路體系的發(fā)展，將為我國(guó)在21世紀(jì)中相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展中處?kù)肚傲械於己没A(chǔ)。
????鑒於高速磁懸浮鐵路在我國(guó)未來(lái)客運(yùn)交通中的重大意義，建議當(dāng)前應(yīng)抓緊下列工作：
????建設(shè)一條試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)。在建設(shè)試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)的重大工程項(xiàng)目帶動(dòng)下，可有效地開(kāi)展國(guó)際合作，引進(jìn)與消化國(guó)際先進(jìn)技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)，逐步實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化與創(chuàng)新，積累經(jīng)驗(yàn)并逐步掌握設(shè)計(jì)、工程建設(shè)與運(yùn)營(yíng)管理，為我國(guó)盡早建設(shè)長(zhǎng)距離實(shí)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
????有效地組織我國(guó)自身的研究發(fā)展隊(duì)伍。發(fā)展高速磁懸浮鐵路體系牽涉到一項(xiàng)重要高新技術(shù)的發(fā)展與新興產(chǎn)業(yè)的形成。建議緊密結(jié)合試驗(yàn)運(yùn)營(yíng)建設(shè)任務(wù)，將“高速磁懸浮鐵路技術(shù)”作為重大項(xiàng)目列入第二階段國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃(S-863計(jì)劃)，將全國(guó)從事研究發(fā)展與產(chǎn)業(yè)化工作的骨干力量統(tǒng)一組織起來(lái)，給以有力的加強(qiáng)和穩(wěn)定的支持，組成我國(guó)自身發(fā)展的隊(duì)伍。有關(guān)部門也應(yīng)將高速磁懸浮鐵路技術(shù)的發(fā)展列入各自的科技發(fā)展計(jì)劃，實(shí)現(xiàn)大力協(xié)同。擬定發(fā)展規(guī)劃，進(jìn)行實(shí)用的可行性研究。從我國(guó)未來(lái)高速客運(yùn)交通發(fā)展的需求出發(fā)，根據(jù)高速磁懸浮列車高速度、長(zhǎng)距離與大客流量的特點(diǎn)，考慮各種交通工具合理協(xié)調(diào)的發(fā)展，認(rèn)真研究擬定我國(guó)21世紀(jì)高速磁懸浮列車的總體發(fā)展規(guī)劃，指導(dǎo)整個(gè)工作積極有序地前進(jìn)。

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