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科技革命或许还在远方，但寻找突破的脚步每天都可以踏响如同孩子向往外面更大的世界，人类也从未磨灭“离开地球摇篮，扩大生存空间，向着宇宙更深更远处出发”的梦想。而航天事业，正是这一梦想与智慧的完美结合。
来自加利福尼亚大学和复旦大学的一组研究人员已经开发出一种利用单分子磁铁作为扫描磁力仪的方法。在他们发表在《科学》论文中，该小组概述了包括展示他们传感器扫描嵌入在另一种材料中的分子自旋和磁性能。随着科学家们继续在越来越小的存储设备上压缩越来越多数据，正在 探索 利用单个分子甚至原子磁性状态的可能性——很可能是最小的记忆元素类型。在这项新研究中已经证明，使用附着在传感器上的单个分子来读取另一种材料中单个分子的特性是可能的。为了制造传感器和存储介质，研究人员首先将镍(环戊二烯)2的磁性分子吸附到镀银的平板上。然后从银表面提取一个镍新烯分子，并将其应用于扫描隧道显微镜传感器的顶端。接下来将一个被吸附物覆盖的表面加热到600毫克利艾文，然后将带有单个分子的传感器靠近表面移动，并读取两个分子相互作用时探针接收到的信号。研究人员能够读懂自旋和磁性相互作用，因为发生了与两个分子。使用探测器，还能够在几个空间方向上创建相互作用的形状图像。当探针直接放置在被研究分子的中心时，收到的信号最强。研究人员演示了一种显微镜技术，该技术使用一个磁性分子，Ni(环戊二烯基)2，吸附在扫描探针顶端，以连续可调的方式在所有三个空间方向上检测与吸附在Ag(110)表面上的另一个分子之间的交换相互作用。进一步利用探针成像交换相互作用强度的轮廓，揭示了 埃级 区域，在那里两个磁性分子的量子态强烈混合。研究结果为基于磁性单分子传感器的新型纳米成像能力铺平了道路。
英国剑桥大学科学家的研究有了新进展，他们可以在不使用稀土金属的情况下，制造用于风力涡轮机和电动汽车的磁性材料——这可能对中国稀土行业构成潜在冲击。据该报道，剑桥大学的一个团队和来自奥地利的合作者发现了一种制造新型磁性材料铁-镍（tetrataenite）的新方法，根据该大学的一篇研究论文，这可能成为稀土永磁的替代品。根据中国科学院此前公布的资料显示，Tetrataenite由50％的铁和50％的镍组成，铁和镍原子交替排列，为规则的周期性晶体结构。它产生一种硬磁，即磁化方向不会轻易改变，其磁性能接近稀土磁体。在此之前，tetrataenite只能通过在实验室中，依靠一些非商业化方法制造。但剑桥大学的研究人员最新发现，通过添加常见元素磷，有可能批量生产tetrataenite。目前，研究人员希望与主要磁铁制造商合作，以确定tetrataenite是否适用于高性能磁铁。如果剑桥大学发现的这种生产工艺在商业上被证明可行，它可能会替代稀土永磁在电动汽车、风力涡轮机等领域的应用，中国在全球稀土市场的主导地位可能会受冲击。目前中国占全球稀土供应的80%以上。
稀土对花卉植物开花期的影响上海宝山区海滨二中 张蕾菁 吴军等随着人民生活水平的提高，人们对鲜花的需求也增加了。鲜花色彩艳丽，清香宜人，但都有花期不长久的缺陷。人们为延长鲜花的保鲜期，曾使用过不少试剂，如阿斯匹林等。我们则尝试用稀土来延长植物的开花期。稀土是一类稀有元素。农用稀土主要是镧和铈元素的化合物。它对植物生长有一定促进作用。为了解它对花期和花的大小有否影响，我们做了以下实验。一、实验材料农乐粉状物(一种稀土肥料)，金盏菊，烧杯。二、实验过程和记录将农乐配制成5种不同浓度的溶液，将金盏菊朵插入，另外设一对照组。列表如下：花直径为3—4cm 农乐溶液 情况记录 对照 50mg/100ml 花盛开，1周后凋谢 花6天后谢 100mg/100ml 花刚开，2周后谢，花盛开时比对照组略大 花6天后谢 150mg／100ml 花盛开，1周多后凋谢，叶色好 花6天后谢，枝上叶比前较差 200mg／100ml 花盛开，1周多后凋谢，叶色好 花6天后谢，枝上叶比前较差 300mg／l00ml 花盛开，1周多后凋谢，叶色好 花6天后谢，枝上叶比前较差 三、分析和讨论从上述实验记录可以认为：稀土对鲜花的开放时间有一定的延长作用。从50mg/100ml稀土溶液到3OOmg／100ml稀土溶液都有一定的延长开花期的作用，而且使花朵的直径也略有扩大。金盏菊施加稀土后一般能延长开花2--4天。我们认为，这与稀土能促进植物生命活动，促进叶绿素形成，增加有机物合成(加稀土溶液的植物叶色较深)有关。稀土也许有促进植物生殖器官吸收有机养料的作用。我们还发现，稀土浓度越高(在300mg／l00ml以下)，延长花朵开放的时间也越长。至于浓度到达多高才会有负作用，我们还得在以后作进一步研究。稀土是一种含微量元素的化合物，对植物生长有一定的促进作用。张、吴二位同学用农用稀土——农乐做延长花卉植物花期的试验，是很有实用价值的。从文章来看，这两位同学确实做了不少工作，也取得了可喜的成果，可嘉可勉。当然，和大多数初次独立进行科学实验的同学一样，他们在实验方法和实验报告的表述方面还显得不够成熟。不过这没关系，以后多开展一些这样的活动，多看一些课外书籍，他们一定会做得更好。与许多同龄人相比，他们已经领先一步了。首先，从报告的内容来看，作者只进行了一种花卉——金盏菊的花期实验，所以，报告的题目似改为“稀土对金盏菊花期的影响”更贴切一些。要知道，植物是一个外延很大的概念，在科学研究报告中是不能随意乱用的。把稀土对某一种植物有作用看作是对所有植物都有相同的作用，那是不行的。这叫以偏概全，往往会酿成大错。第二，极稀溶液的浓度应用ppm(百万分之一)表示，如文中的“50mg／lOOml"可表示为500ppm。第三，在报告中应该明确记录用金盏菊做试验的数量和次数(至少10株金盏菊，反复多次)。第四，花的开放有始花期、盛花期和凋谢期，它们的具体日期要记录明确、完整。注意，实验记录中的数据必须是明确的，如“6天”“23小时”等，不能出现“1周多”“10多天”之类比较含糊的数据，要不然“稀土越浓，花期越长”有何根据?(选自《中学科技》1994年第4期)
磁铁为什么能吸住铁器由磁铁的特性决定的如果按原子电流解释就是电流产生的磁场磁化别的物体磁化物体产生电场电场互相作用产生力的作用物质大都是由分子组成的，分子是由原子组成的，原子又是由原子核和电子组成的。在原子内部，电子不停地自转，并绕原子核旋转。电子的这两种运动都会产生磁性。但是在大多数物质中，电子运动的方向各不相同、杂乱无章，磁效应相互抵消。因此，大多数物质在正常情况下，并不呈现磁性。铁、钴、镍或铁氧体等铁磁类物质有所不同，它内部的电子自旋可以在小范围内自发地排列起来，形成一个自发磁化区，这种自发磁化区就叫磁畴。铁磁类物质磁化后，内部的磁畴整整齐齐、方向一致地排列起来，使磁性加强，就构成磁铁了。磁铁的吸铁过程就是对铁块的磁化过程，磁化了的铁块和磁铁不同极性间产生吸引力，铁块就牢牢地与磁铁“粘”在一起了。我们就说磁铁有磁性了。
先介绍一下居里点the Curie temperature 居里点或居里温度是指材料可以在铁磁体和顺磁体之间改变的温度。低于居里点温度时该物质成为铁磁体，此时和材料有关的磁场很难改变。当温度高于居里点温度时,该物质成为顺磁体，磁体的磁场很容易随周围磁场的改变而改变。这时的磁敏感度约为10的负6次方。19世纪末，著名物理家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫“居里点”。在地球上，岩石在成岩过程中受到地磁场的磁化作用，获得微弱磁性，并且被磁化的岩石的磁场与地磁场是一致的。这就是说，无论地磁场怎样改换方向，只要它的温度不高于“居里点”，岩石的磁性是不会改变的。根据这个道理，只要测出岩石的磁性，自然能推测出当时的地磁方向。这就是在地学研究中人们常说的化石磁性。在此基础之上，科学家利用化石磁性的原理，研究地球演化历史的地磁场变化规律，这就是古地磁说。 为了寻找大陆漂移说的新证据，科学家把古地磁学引入海洋地质领域，并取得令人鼓舞的成绩。 第二次世界大战之后，科学家使用高灵敏度的磁力探测仪，在大西洋洋中脊上的海面进行古地磁调查。之后，人们又使用磁力仪等仪器，以密集测线方式对太平洋进行古地磁测量。两次调查的资料使人们惊奇地发现，在大洋底部存在着等磁力线条带，而且呈南北向平行于大洋洋中脊中轴线的两侧，磁性正负相间。每条磁力线条带长约数百千米，宽度在数十千米至上百千米之间不等。海底磁性条带的发现，成为本世纪地学研究的一大奇迹。1963年，英国剑桥大学的一位年轻学者.瓦因和他的老师.马修斯提出，如果“海底扩张”曾经发生过，那么，大洋中脊上涌的熔岩，当它凝固后应当保留当时地球磁场的磁化方向。就是说在洋脊两侧的海底应该有磁化情况相同的磁性条带存在。当地球磁场发生反转时，磁性条带的极性也应该发生反转，磁性条带的宽度可以作为两次反转时间的度量标准。这个大胆的假说，很快被证实了，人们在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同样对称的磁性条带。不仅如此，科学家还计算出在7600万年中，地球曾发生过171次反转现象。 研究还发现，地球磁场两次反转之间的时间最长周期约为300万年，最短的周期约为5万年，两次反转的平均周期约为42～48万年。目前，地球的磁场方向己保留70万年了，所以，人们预感到一个新的磁场变化可能正在向我们靠近。 对于海底磁性条带的研究仍在继续之中，许多问题仍找不到令人满意的答案。例如，对于地球磁场为什么要来回反转这个最基本的问题，就无法解释清楚。尽管科学家们提出过种种假说，但其真正的原因还是不清楚的。也就是说，地球发生磁场转向的内在规律之谜，有待于科学家们去继续探索。再介绍铁磁材料 （1）铁磁性物质只要在很小的磁场作用下就能被磁化到饱和，不但磁化率＞0，而且数值大到10－106数量级，其磁化强度M与磁场强度H之间的关系是非线性的复杂函数关系。这种类型的磁性称为铁磁性。 （2）铁磁性物质只有在居里温度以下才具有铁磁性；在居里温度以上，由于受到晶体热运动的干扰，原子磁矩的定向排列被破坏，使得铁磁性消失，这时物质转变为顺磁性。 （3）特点 A、磁性很强，通常所说的磁性材料主要是指这类物质。 B、磁滞现象。 C、自发磁化： 铁磁性物质内的原子磁矩，通过相邻晶格结点原子的电子壳层的作用，克服热运动的无序效应，原子磁矩是按区域自发平行排列、有序取向，按不同的小区域分布，这种现象称为自发磁化。 未配对的3d电子壳层： Fe、Ni、Co、Mn D、磁畴 自发磁化的小区域，称为磁畴。各个磁畴之间的交界面称为磁畴壁。 然后说明一下测量实验铁磁材料的居里点实验目的：初步了解铁磁物质有铁磁性转变为顺磁性的微观原理，学习用JLD——Ⅱ型居里点测试仪测量居里温度的原理和方法。实验仪器：JLD——Ⅱ型居里点测试仪一套（主机一台、加温炉一台、样品5只）、ST16B型示波器实验原理：对于铁磁物质来讲，由于有磁畴的存在，因此在外加的交变磁场作用下将产生磁滞现象。磁滞回线就是磁滞现象的主要表现。如果将铁磁物质加热到一定的温度，由于金属点阵中的热运动的加剧，磁畴遭到破坏时，铁磁物质将转变为顺磁物质，磁滞现象消失，铁磁物质这一转变温度称为居里点。本居里点测试仪就是通过观察示波器上显示的磁滞回线的存在与否来观察测量铁磁物质的这一转变温度的。本仪器通过给绕在样品上的线圈通交变电流，从而产生交变磁场。在给加热炉加热过程中，在示波器上找出居里点。 实验步骤：1、将加热炉的连线接于电源箱前面的两接线柱上。将铁磁材料样品与电源箱用专用线连接，并把样品放在加热炉中。将温度传感器、降温风扇的接插件与接在电源前面板上的传感器接插件对应相接。2、将B输出与示波器上的Y输入，H输出与X输入用专用线相连接，“升温——降温”开关打向升温，开启电源箱上的电源开关，并适当调节示波器上Y、X调节，示波器上就显示出了磁滞回线。3、炉上的两风门（旋钮方向和加热炉的轴线方向垂直），将“测量——设置”开关打向“设置”，设定好炉温后，打向“测量”，加热炉工作，炉温逐渐升向设置的温度。4、温达到该样品的居里点时，磁滞回线消失，同时数显温度表显示测量的温度值——居里点。打开加热炉上的两风门（风门上的旋钮方向和加热炉的轴线方向平行），把“升温——降温”开关打向降温，让加热炉降温后，换一样品重复上述过程，直到样品测完为止。
我谈环保袋——科技小论文现在，环境保护已经成了社会上的人人注重的话题。我们是资源有限的国家，人人都应该保护环境和资源。比如塑料制品，现在我国的塑料制品严重地污染了我们的环境，带来了“白色污染”。塑料购物袋就是“白色污染”的一种，它不仅是日常生活中的易耗品，而且中国每年都要消耗大量的塑料购物袋。塑料购物袋在为消费者提供便利的同时，由于过量使用及回收处理不到位等原因，也造成了严重的能源资源浪费和环境污染。特别是超薄塑料购物袋容易破损，大多被随意丢弃，成为“白色污染”的主要来源。所以，我国对此也已经进行了一系列的环保措施，如“限塑令”——使用环保袋就是控制“白色污染——塑料袋”的一个办法。使用环保袋有很多好处，比如：使用寿命比塑料袋长；.可以循环利用；价格低廉，易于推广等等。现在人们去超市、商场购物大多都使用环保袋，从而减少塑料袋的使用，更好的保护环境。但是现在很多的环保袋都是用纸制品做成的。比如牛皮纸袋、塑料纸袋都是用纸做的。我认为这样也不是很环保，因为纸也是用树木制成的，而现在人类砍伐树木用来做环保袋，所以这样的环保袋也是破坏绿化，不够环保。我认为使用环保袋，应该选用更加环保的材料，比如无纺布袋，帆布袋，棉布袋等等。这些材料都是非常环保的。无纺布袋（也叫不织布袋），是很合适的环保袋，因为这种袋子不仅造型美观，很耐用，而且透气性好，可以重复使用。从限塑令发布开始，塑料袋将开始逐渐退出物品的包装市场，也有一部分市场取而代之的是能够反复使用的无纺布购物袋。无纺布袋较之塑料袋而言更容易印刷图案，颜色表达更鲜明。加上能够反复使用的这一特点，陆续被许多市场、超市、商店选用。虽然无纺布袋很环保，也被各个商家选用。但是这种袋子也存在着一种问题——价格比塑料贵，这对业主来讲，却增加了经营成本。比如，业户售出一公斤青菜，利润可能只有1角钱，用普通的塑料袋几乎不用计算成本，但如果使用环保的无纺布塑料袋，差不多就不挣钱了。因此，降低使用成本是关键。所以现在的环保袋上，很多商家都在“环保袋”上印刷广告，以广告费来抵消使用成本。最重要的还是人类应该节约能源，保护环境，减少塑料的污染，促进资源综合利用，保护生态环境。参考资料： 只有这个原创的环保散文。参考！
稀土对花卉植物开花期的影响上海宝山区海滨二中 张蕾菁 吴军等随着人民生活水平的提高，人们对鲜花的需求也增加了。鲜花色彩艳丽，清香宜人，但都有花期不长久的缺陷。人们为延长鲜花的保鲜期，曾使用过不少试剂，如阿斯匹林等。我们则尝试用稀土来延长植物的开花期。稀土是一类稀有元素。农用稀土主要是镧和铈元素的化合物。它对植物生长有一定促进作用。为了解它对花期和花的大小有否影响，我们做了以下实验。一、实验材料农乐粉状物(一种稀土肥料)，金盏菊，烧杯。二、实验过程和记录将农乐配制成5种不同浓度的溶液，将金盏菊朵插入，另外设一对照组。列表如下：花直径为3—4cm 农乐溶液 情况记录 对照 50mg/100ml 花盛开，1周后凋谢 花6天后谢 100mg/100ml 花刚开，2周后谢，花盛开时比对照组略大 花6天后谢 150mg／100ml 花盛开，1周多后凋谢，叶色好 花6天后谢，枝上叶比前较差 200mg／100ml 花盛开，1周多后凋谢，叶色好 花6天后谢，枝上叶比前较差 300mg／l00ml 花盛开，1周多后凋谢，叶色好 花6天后谢，枝上叶比前较差 三、分析和讨论从上述实验记录可以认为：稀土对鲜花的开放时间有一定的延长作用。从50mg/100ml稀土溶液到3OOmg／100ml稀土溶液都有一定的延长开花期的作用，而且使花朵的直径也略有扩大。金盏菊施加稀土后一般能延长开花2--4天。我们认为，这与稀土能促进植物生命活动，促进叶绿素形成，增加有机物合成(加稀土溶液的植物叶色较深)有关。稀土也许有促进植物生殖器官吸收有机养料的作用。我们还发现，稀土浓度越高(在300mg／l00ml以下)，延长花朵开放的时间也越长。至于浓度到达多高才会有负作用，我们还得在以后作进一步研究。稀土是一种含微量元素的化合物，对植物生长有一定的促进作用。张、吴二位同学用农用稀土——农乐做延长花卉植物花期的试验，是很有实用价值的。从文章来看，这两位同学确实做了不少工作，也取得了可喜的成果，可嘉可勉。当然，和大多数初次独立进行科学实验的同学一样，他们在实验方法和实验报告的表述方面还显得不够成熟。不过这没关系，以后多开展一些这样的活动，多看一些课外书籍，他们一定会做得更好。与许多同龄人相比，他们已经领先一步了。首先，从报告的内容来看，作者只进行了一种花卉——金盏菊的花期实验，所以，报告的题目似改为“稀土对金盏菊花期的影响”更贴切一些。要知道，植物是一个外延很大的概念，在科学研究报告中是不能随意乱用的。把稀土对某一种植物有作用看作是对所有植物都有相同的作用，那是不行的。这叫以偏概全，往往会酿成大错。第二，极稀溶液的浓度应用ppm(百万分之一)表示，如文中的“50mg／lOOml"可表示为500ppm。第三，在报告中应该明确记录用金盏菊做试验的数量和次数(至少10株金盏菊，反复多次)。第四，花的开放有始花期、盛花期和凋谢期，它们的具体日期要记录明确、完整。注意，实验记录中的数据必须是明确的，如“6天”“23小时”等，不能出现“1周多”“10多天”之类比较含糊的数据，要不然“稀土越浓，花期越长”有何根据?(选自《中学科技》1994年第4期)
1、磁铁上磁力最强的部分叫磁极，磁铁有两个磁极。2、两个磁极接近，有时相互排斥，有时相互吸引。磁极间的作用是相互的。过程与方法1、在观察中发现问题、提出问题，对问题作出假设性解释。2、通过实验获取证据，用证据来检验推测。情感态度价值观1、体会认真实验、细致观察的重要性。2、体验重复实验的必要性和重要性。【教学重点】鼓励学生设计不同的实验方案，研究磁性强弱的问题，从某方面对不同的实验方法做出比较和评价，体会同一问题可以用不同的方法解决。指导学生在探究活动中要注意收集数据，利用数据验证磁铁的两个磁极磁力最强。【教学难点】通过活动，认识到磁极间有吸引和排斥两种不同的作用：这种吸引、排斥的作用是相互的；磁铁的两个磁极不完全相同，磁极不同，作用不同。【教学准备】为小组准备:小钢珠、大条形磁铁、回形针，没有标识的磁铁。教师准备:蹄形、环形等不同形状的磁铁，若干纸条(在黑板上直观记录条形磁铁相互作用的实验现象时使用)。【教学过程】一、情景导入：1、（实物出示）看，这是什么？（小钢珠和条形磁铁）如果把小钢珠放在条形磁铁的中间，一松手，会出现什么现象？学生猜测。2、我们来试试吧！教师演示（多做几次）看到了什么？（小钢珠在磁铁上总向两边滚）3、这可能是什么原因造成的呢？学生猜想，做出假定性解释。二、磁铁什么地方的磁力大：1、是不是真的像大家说的那样，同一块磁铁各部分的磁性不一样强呢？那我们猜条形磁铁哪些部位磁性最强？2、这只是大家初步的想法，怎样用科学的实验数据或现象来证明我们的观点呢？要比较磁铁的各部分磁性谁更强，可以怎么比？ 3、学生讨论并设计实验方案。4、交流汇报实验方案。（1）、如果要测磁铁各部分能吸起回形针数，该怎么做？磁铁是放在桌上好呢还是挂起来？可以在条形磁铁的哪些部位放回形针？为节约时间我们可以选择几个有代表性的点，板书条形磁铁，并选择五个点，回形针怎么放？我们可以一个接一个放（演示）现在放了几个？如果再放上去要掉下来了，算吸起几个？注意一定要轻轻的放上去，细心一些。要不要记下各部位吸起的回形针数，记在哪里？在记录纸上就有这种实验方法的记录处，我们来看一下，分别在磁铁的A、B、C、D、E处下面的括号中记录下来？ （2）、这是比磁铁各部分吸的回形针数，是一种比较好的比磁性强弱的办法，还有其它不同的办法吗？（3）、能不能比磁铁各部分吸同一个回形针所需要的距离呢？怎样量磁铁各部位吸起同一个回形针需要的距离？用什么材料做的尺来量比较好一些？旁边能不能放其它的磁铁？把回形针放在尺的起始点放回形针，沿着尺慢慢的接近回形针，当吸住回形针时，观察磁铁离起始点的距离，就是这个部位吸回形针的距离。（4）、如果用小钢珠实验，怎么来做？小钢珠先放哪里？旁边能不能放其它的磁铁？观察什么？怎么记录实验的结果呢？可以用箭头画出铁珠的运动轨迹。5、刚才小朋友们想出了许多好办法。但课堂上时间毕竟有限，为了大家更好的交流，我们先选择第一种方法进行，好吗？学生实验，教师巡视。6、各小组实验数据汇总。7、我们一起来观察分析一下，从我们的汇总数据里，我们可以发现些什么信息？8、小结。我们把两端磁性最强的地方，叫做磁极。（板书磁极）想想一块磁铁磁极有几个？三、磁铁两极的研究：1、我们已经知道磁铁能吸铁，如果用一个磁铁的磁极去吸另一个磁铁的磁极，吸引力会更大吧？想验证一下吗？2、用两只手握住两块没有标识的磁铁，将它们的磁极相互接近，出现了什么情况？我们的手有什么感觉？学生操作，交流感受。3、为什么有的吸在一起，有的会推开呢？这样的情况会出现几种呢？再做一做看看。4、我们能准确地说出，两块磁铁相互接近时是哪两个磁极相互吸引，哪两个磁极相互排斥吗？（不能）那怎么办呢？5、学生讨论、交流，教师适时引导。（为了准确而又简单的的表达，我们可以借助一些符号来做标记，比如说字母。）6、我们先给两块磁铁的两端分别标上A、B、C、D后，再将它们相互接近吧。当然别忘记把实验结果记录下来。我们也可以借助符号，如用“→←”来表示相互吸引，用“←→”来表示相互排斥。7、学生实验，并记录。8、汇报交流。9、小结、延伸。（1）各组的实验结果都相同吗？（2）、为什么会出现不同的结果呢？（标注字母时是随意的，没有统一标准。）（3）、怎样才能标注统一呢？我们下一课再继续研究吧！四、作业：出示蹄形磁铁、环形磁铁等，它们的磁极在哪里呢？（用小钢珠测试，因为磁极磁性最强，钢珠会自动滚向磁铁的两个磁极。）
科技革命或许还在远方，但寻找突破的脚步每天都可以踏响如同孩子向往外面更大的世界，人类也从未磨灭“离开地球摇篮，扩大生存空间，向着宇宙更深更远处出发”的梦想。而航天事业，正是这一梦想与智慧的完美结合。
电磁感应现象研究及教学之我见引言 高中《物理》中电磁感应现象这一知识点不仅是重点而且也是难点，为此笔者对此知识点作以自己的简单看法与心得，且把自己的这点看法称为电磁感应现象的研究性学习，其中有不到之处敬请诸位不吝赐教。 在普通高级中学开展研究性学习，是我国高中物理课改的一项重要举措，它符合“以德育为核心，以创新精神与实践能力培养为重点”的素质教育的要求。 1．对研究性学习的理解 学生在教师的引导下，了解实验研究实验，从各个方面着手，用科学研究的方式方法去认识问题获取知识以达到问题的认识深化或者最终解决，这就是研究性学习。 1820年，丹麦物理学家奥斯特发现了——电流的磁效应，揭示了电和磁之间存在着联系，受到了这一发现的启发，人们开始考虑这样一个问题：既然“电能生磁”，“磁能不能生电”呢？不少科学家进行了这方面的探索，英国平民科学家法拉第，坚信电与磁有密切的联系。经过10年坚持不懈的努力，在无数次的挫折与失败之后，终于在1831年一个偶然的机会里，发现了利用磁场产生电流的条件。 1-1法拉第生平简历 1791年9月22日是一个光辉的日子，一代科学巨匠迈克尔·法拉第降生在英国萨里郡纽囚顿一个贫苦的铁匠家庭。法拉第的一生是伟大的，然而法拉第的童年却是十分凄苦的。为了解决全家的温饱，老法拉第带着5岁的小法拉第迁到伦敦，希图改变贫穷的命运，不幸的是上帝非但没有给法拉第一家赐福，反而在小法拉第九岁那年夺取了老法拉第的生命。迫于生计，幼小的仅有九岁的迈克尔·法拉第不得不承担起生活重担，去一家文具店充当学徒。四年以后，13岁的法拉第又到书店学徒。起初负责送报，后来充当图书装订工。真所谓“天欲将大任于斯人也，必先苦其心志，劳其筋骨，饿其体肤……”。贫穷是不幸的，童工的生涯其清苦可知。难能可贵的是小法拉第不安于贫穷，不安于清苦，奋志好学。14岁时他跟一位装书兼卖书师傅当学徒，利用此机会博览群书。他在二十岁时听英国著名科学家汉弗利，戴维先生讲课，对此产生了浓厚的兴趣。他给戴维写信，终于得到了为戴维当助手的工作。法拉第在几年之内就做出了自己的重大发现。虽然他的数学基础不好，但是作为一名实验物理学家他是无与伦比的。 1810年法拉第连续听了J·塔特姆所做的十几次自然哲学讲演并开始参加市哲学学会的学习活动，从中受到自然哲学的基础教育。1812年2月到4月，21岁的法拉第有幸在皇家研究所听了H·戴维的四次化学讲演。这位大化学家渊博的知识立即吸引了年轻的法拉第。他热忱地把戴维的每个科学观点转述给市哲学学会的同伴们。他精心整理听课笔记并装订成一本精美的书册，取名《H·戴维爵士演讲录》，并附上一封渴望做科学研究工作的信，于1812年圣诞节前夕一起寄给了戴维。法拉弟热爱科学的激情感动了戴维，他所精心整理装订的“精美记录册”更使戴维深感欣慰.这时又正直他学徒期满，于是戴维特推荐他于1813年3月进人皇家研究所当他的助手。同年10月跟随戴维去欧洲大陆作科学考察旅行。这次旅行使法拉第上了一次“社会大学”，沿途他认真地记录了戴维在各地讲学的内容，学到了许多科学知识，而且结识了许多著名的科学家，如盖·吕萨克和安培等。增长了见闻，开扩了眼界。到1815年5月回到皇家研究所，法拉第已能在戴维指导下做独立的研究工作并取得了几项化学研究成果。1816年法拉第发表了第一篇科学论文。从18I8年起他和J·斯托达特合作研究合金钢，首创了金相分析方法。1820年他用取代反应制得六氯乙烷和四氯乙烯。1821年任皇家学院实验室总监。1823见他发现了氯气和其他气体的液化方法。1824年1月他当选为皇家学会会员。1825年2月接替戴维任皇家研究所实验室主任。同年发现苯。更主要的是他在电化学方面（对电流所产生的化学效应的研究）所做出的贡献。经过多次精心试验，法拉第总结了两个电解定律，这两个定律均以他的名字命名，构成了电化学的基础。他将化学中的许多重要术语给予了通俗的名称，如阳极、阴极、电极、离子等。 1821年法拉第完成了第一项重大的电发明。在这两年之前，奥斯特已发现如果电路中有电流通过，它附近的普通罗盘的磁针就会发生偏移。法拉第从中得到启发，认为假如磁铁固定，线圈就可能会运动。根据这种设想，他成功地发明了一种简单的装置。在装置内，只要有电流通过线路，线路就会绕着一块磁铁不停地转动。事实上法拉第发明的是第一台电动机，是第一台使用电流将物体运动的装置。虽然装置简陋，但它却是今天世界上使用的所有电动机的祖先。这是一项重大的突破。只是它的实际用途还非常有限，因为当时除了用简陋的电池以外别无其它方法发电。人们知道静止的磁铁不会使附近的线路内产生电流。1831法拉第发现第一块磁铁穿过一个闭合线路时，线路内就会有电流产生，这个效应叫电磁感应。一般认为法拉第的电磁感应定律是他的一项最伟大的贡献。用两个理由足以说明这项发现可以载入史册。第一，法拉第定律对于从理论上认识电磁更为重要。第二，正如法拉第用他发明的第一台发电机（法拉第盘）所演示的那样，电磁感应可以用来产生连续电流。虽然给城镇和工厂供电的现代发电机比法拉第发明的电机要复杂得多，但是它们都是根据同样的电磁感应的原理制成的。是法拉第把磁力线和电力线的重要概念引入物理学，通过强调不是磁铁本身而是它们之间的“场”，为当代物理学中的许多进展开拓了道路，其中包括麦克斯韦方程。法拉第还发现如果有偏振光通过磁场，其偏振作用就会发生变化。这一发现具有特殊意义，首次表明了光与磁之间存在某种关系。法拉第的一生是伟大的，法拉第其人又是平凡的,他非常热心科学普及工作,在他任皇家研究所实验室主任后不久，即发起举行星期五晚间讨论会和圣诞节少年科学讲座。他在100多次星期五晚间讨论会上作过讲演，在圣诞节少年科学讲座上讲演达十九年之久.他的科普讲座深入浅出，并配以丰富的演示实验，深受欢迎.法拉第还热心公众事业，长期为英国许多公私机构服务.他为人质朴、不善交际、不图名利、喜欢帮助亲友.为了专心从事科学研究，他放弃了一切有丰厚报酬的商业性工作.他在1857年谢绝了皇家学会拟选他为会长的提名，他甘愿以平民的身份实现献身科学的诺言，终身在皇家学院实验室工作一辈子，当一个平凡的迈克尔·法拉第。 1867年8月25日，平民迈克尔·法拉第在书房安详地离开了人世。一代科学巨星，在谱写完他不平凡的人生，给人类留下无价的宝藏以后与世长辞。 1-2电磁感应的实验 回顾法拉第的实验，由磁生电这个实验实际操作起来并不是很难，电磁感应现象可用下图121的实验来演示，图中1是永久磁铁，2是线圈，3是演示电流计。线圈通过电流计形成闭合回路。当磁铁插入线圈时，电流计指针偏转；永久磁铁在线圈不动时，指针不动；拔出磁铁时，指针反向偏转。这个实验说明当穿过闭和线圈的磁通量变化时的确会出现感应电流。 用实验方法研究产生感应电流的条件 实验方法：磁场不动，导体向下运动；导体向左或向右运动 ; 教师研究归纳：闭合电路的一部分导体做切割磁感线的运动时，电路中就有电流产生． 理解“导体做切割磁感线运动”的含义：切割磁感线的运动，就是导体运动速度的方向和磁感线方向不平行．导体不动，磁场动，会不会在电路中产生电流呢？我们可以接着做实验。 实验条形磁铁插入、拔出螺线管． 注意：条形磁铁插入、拔出时，弯曲的磁感线被切割，电路中有感应电流。 可以总结得到：无论是导体运动，还是磁场运动，只要导体和磁场之间发生切割磁感线的相对运动，闭合电路中就有电流产生． 闭合电路的一部分导体切割磁感线时，穿过电路的磁感线条数发生变化．如果导体和磁场不发生相对运动，而让穿过闭合电路的磁场发生变化，会不会在电路中产生电流呢？ 线圈电路接通、断开。滑动变阻器滑动片左、右滑动．此时电流计指针发生偏转，说明有感应电流产生。 在观察实验现象的基础上，注意分析上述现象的物理过程：因为电流所激发的磁场的磁感应强度B总是正比于电流强度I，即B∝I．电路的闭合或断开控制了电流从无到有或从有到无的变化；变阻器是通过改变电阻来改变电流的大小的，电流的变化必将引起闭合电路磁场的变化，穿过闭合电路的磁感线条数的变化——磁通量发生变化，闭合电路中产生电流．电路中S断开、闭合，滑动变阻器滑动时，穿过闭合电路磁场变化情况： 不论是导体做切割磁感线的运动，还是磁场发生变化，实质上都是引起穿过闭合电路的磁通量发生变化． 1-3分析总结实验 从上面的2-1实验1实验可以看出只要导线切割磁感线，闭合线圈中就会产生感应电流。这时再从实验3来看一下导线并没有明显的切割磁感线但是线圈里的磁通量发生了变化。此时再回头看实验1及实验2我们可以分析磁通量发生变化的因素： 由 Φ=B· S sinθ可知：当①磁感应强度B发生变化；②线圈的面积S发生变化；③磁感应强度B与面积S之间的夹角θ发生变化．这三种情况都可以引起磁通量发生变化． 产生感应电流的条件是穿过闭合电路的磁通量发生变化．这里关键要注意“闭合”与“变化”两词．就是说在闭合电路中有磁通量穿过但不变化，即使磁场很强，磁通量很大，也不会产生感应电流．当然电路不闭合，电流也不可能产生． 可引导学生一起总结出 ： 1．不论用什么方法，只要穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生．这种利用磁场产生电流的现象叫电磁感应，产生的电流叫感应电流． 感应电流的产生条件． （1）电路必须闭合； （2）磁通量发生变化． 从以上的分析可以看出，上述实验的选择实验的分析都具有典型的意义。对上述实验的分析可看为研究性的学习的一些体现吧。 2我的教学建议 笔者从事了几年高中教学，关于本节有一些粗浅的认识。理解和应用法拉第电磁感应定律，教学中应该使学生注意以下几个问题。 2-1 要严格区分磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率这三个概念．关于这三者的区别我的做法是在做1-1-2实验时，磁铁放进线圈里不动时，问同学们有无感应电流？此时磁通量最大却无感应电流。否定了磁通量大感应电流大这一错误说法。接着我快速放进线圈里和慢慢放进线圈里，此时感应电流一个大一个小。分析如下：都是从外面同一个地点放进线圈里，磁通量的变化是一样的。又否定了磁通量的变化决定了感应电流的大小。从而分析得到磁通量的变化越快即变化率越大则感应电流越大。 2-2 总结得到求磁通量的变化量一般有三种情况：当回路面积不变的时候，磁感应强度变化（如实验2） ；当磁感应强度不变的时候，回路面积变化时（如实验1）； 当回路面积和磁感应强度都不变，而他们的相对位置发生变化（如转动）的时候， 2-3 E是一段时间内的平均电动势，一般不等于初态和末态感应电动势瞬时值的平均值， 2-4 注意课本中给出的法拉第电磁感应定律公式中的磁通量变化率取绝对值，感应电动势也取绝对值，它表示的是感应电动势的大小，不涉及方向． 2-5 公式 表示导体运动切割磁感线产生的感应电动势的大小，是一个重要的公式．要使学生知道它是法拉第电磁感应定律的一个特殊形式，当导体做切割磁感线的运动时，使用比较方便．使用它计算时要注意B、L、v这三个量的方向必须是互相垂直的，遇到不垂直的情况，应取垂直分量． 建议在具体教学中，教师帮助学生形成知识系统，以便加深对已经学过的概念和原理的理解，有助于理解和掌握新学的概念和原理．在法拉第电磁感应定律的教学中，有以下几个内容与前面的识有联系，希望教师在教学中加以注意。 由“恒定电流”知识知道，闭合电路中要维持持续电流，其中必有电动势的存在；在电磁感应现象中，闭合电路中有感应电流也必然要存在对应的感应电动势，由此引出确定感应电动势的大小问题． 领．
实验目的：研究电磁铁的磁力与何有关实验材料：大铁钉（大小相同）、带绝缘外皮的导线（有长有短，相差较多）、电池（有的组一节，有的组是串联好的两节）、小铁钉。实验步骤：（按实验本身的写.....)数据分析：①根据以上观察、比较，你认为电磁铁的磁力大小可能与什么有关系？在什么情况下磁力比较大？在什么情况下磁力比较小？②怎样证明电磁铁的磁力大小与连接的电池多少是否有关系？实验时必须保证什么条件相同？什么条件不同？为什么？③怎样证明电磁铁的磁力大小与导线绕的圈数多少是否有关系？实验时必须保证什么条件相同？什么条件不同？为什么？实验结果：写出你的答案祝学习愉快！！！
1.探究与电流大小关系1.先利用电池、铁钉、小铁钉，做出一个电磁铁。让它吸铁钉，观察吸起铁钉数量。然后改变电池数量，让它吸铁钉，观察吸起铁钉数量。通过实验得出：电流大，磁力大。 2.探究与缠绕匝数关系如上，在电流相同的情况下，改变缠绕圈数，吸起铁钉数量得出：匝数多，磁力大。
电磁感应现象
磁悬浮列车的原理是运用磁铁“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”。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”。 列车上装有超导磁体，由于悬浮而在线圈上高速前进。这些线圈固定在铁路的底部，由于电磁感应，在线圈里产生电流，地面上线圈产生的磁场极性与列车上的电磁体极性总是保持相同，这样在线圈和电磁体之间就会一直存在排斥力，从而使列车悬浮起来。 前进的原理：在位于轨道两侧的线圈里流动的交流电，能将线圈变为电磁体。 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。在线圈里流动的电流流向会不断反转过来。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。 另一个： 当今，世界上的磁悬浮列车主要有两种"悬浮"形式，一种是推斥式；另一种为吸力式。推斥式是利用两个磁铁同极性相对而产生的排斥力，使列车悬浮起来。这种磁悬浮列车车厢的两侧，安装有磁场强大的超导电磁铁。车辆运行时，这种电磁铁的磁场切割轨道两侧安装的铝环，致使其中产生感应电流，同时产生一个同极性反磁场，并使车辆推离轨面在空中悬浮起来。但是，静止时，由于没有切割电势与电流，车辆不能产生悬浮，只能像飞机一样用轮子支撑车体。当车辆在直线电机的驱动下前进，速度达到80公里／小时以上时，车辆就悬浮起来了。吸力式是利用两个磁铁异性相吸的原理，将电磁铁置于轨道下方并固定在车体转向架上，两者之间产生一个强大的磁场，并相互吸引时，列车就能悬浮起来。这种吸力式磁悬浮列车无论是静止还是运动状态，都能保持稳定悬浮状态。这次，我国自行开发的中低速磁悬浮列车就属于这个类型。 "若即若离"，是磁悬浮列车的基本工作状态。磁悬浮列车利用电磁力抵消地球引力，从而使列车悬浮在轨道上。在运行过程中，车体与轨道处于一种"若即若离"的状态，磁悬浮间隙约1厘米，因而有"零高度飞行器"的美誉。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、低能耗、无污染、安全舒适和高速高效的特点，被认为是一种具有广阔前景的新型交通工具。特别是这种中低速磁悬浮列车，由于具有转弯半径小、爬坡能力强等优点，特别适合城市轨道交通。参考资料：网上
没有人比我更有好奇心的了，我喜爱稀奇古怪的东西，我的发现有许多，这不最近我觉得自己解开了磁悬浮的秘密。
有一次，我在家里玩磁铁，我把它放在指南针旁，突然，指针就朝向了磁铁，磁铁移向哪里指针就指向哪里，我觉得挺好玩，便想出一种有趣的玩法——用磁作画。我先在指南针的指针绑上一根活动铅笔的笔芯，在下面放上一张白纸，再用磁铁把指针转起来，磁铁吸到哪里，笔芯就划到哪里，只见纸上出现了像心电图一样的线条，我的眼睛都亮起来了。
突然一块鹅卵形的磁铁滚到了指南针对面，和我的磁铁面对面，这时，只见指针像装了弹簧似的跳了起来，我以为自己眼花了，便打开盖子看个究竟，结果还是如此，指针在两块磁铁中弹了起来，我见到这一现象百思不得其解，便马上跑去告诉爸爸。“爸爸，爸爸，我发现磁悬浮了！你看！”爸爸看着我的装置，哭笑不得：“你这也叫磁悬浮？我看这分明是两个磁铁互相吸指针嘛！真正的磁悬浮不是异极相吸，是同极相斥，因为巨大的排斥力能将沉重的列车‘托’起来，而不是把它牢牢的吸住，那样的话它动也不会动了。”
我又问：“那列车浮起来以后怎么动呢？”“当然靠火车的动力了，不过，因为它浮在空中，阻力很小，所以速度相当的快。”我还不肯罢休，又去上网去查了“磁悬浮列车”的原理，原来爸爸也是错的，实际上列车和轨道上都有磁铁，排斥力可以使列车浮起来，还能“推”着列车前进，而且前面的铁轨还利用吸引力“拉”着列车跑。
哦，原来如此！我大失所望，收拾着我的“残兵败将”又回去搞研究了。但是我很高兴，因为有时候，我的错误的发现也能给我带来许多的知识。
星期三，我们到浦东国际机场去乘坐陆地上最快的交通工具—磁悬浮列车。
我们先来到了“磁悬浮列车的原理区”。原来磁悬浮列车制造是根据磁铁的同极相斥的原理。
它的轨道其实是一块巨大的磁石，列车底部也有一块磁石，使磁石抗拒地心引力。从而使列车完全脱离轨道而悬浮行驶。
随后，我们来到了磁悬浮站口。这里的人好多哦，除了我们三年级的人以外，还有许多外国人也来乘车，他们大概也是想要感受一下磁悬浮列车的高速吧！走进车厢，映入眼帘的是两旁的软垫靠椅。
中间是供人行走的红地毯，车厢两头上方电子显示器，显示着“欢迎乘坐磁悬列车”的字样。这一切多么国际化呀！过了一会儿，字幕消失了，列车开始慢慢行驶起来。
电子显示器上开始显示1千米、2千米……两旁的风景慢慢地从眼前流过，到了60千米速度已经与汽车差不多了，100千米时，风景只能让你欣赏几秒钟，200千米时速度已经和箭一般了，300千米速度简直能和F1赛车一样快了，431千米时，两旁的风景根本已经看不清了。正当我心潮澎湃时，列车已经进站了，我还意犹未尽。
因为浦东国际机场到龙阳路有公里，而我们只用了7分30秒的时间。太匪夷所思了！然后，我们又参观了浦东国际机场……这次乘坐磁悬浮列车的经历让我印象太深刻了。
高速磁浮列车是20世纪的一项技术发明，其原理并不深奥。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“磁浮列车”。
由于磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式，故磁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浮列车，它利用车上超导体电磁铁形成的磁场与轨道上的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毫米（正负误差2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。
磁悬浮列车是现代高科技发展的产物。其原理是利用电磁力抵消地球引力，通过直线电机进行牵引，使列车悬浮在轨道上运行（悬浮间隙约1厘米）。其研究和制造涉及自动控制、电力电子技术、直线推进技术、机械设计制造、故障监测与诊断等众多学科，技术十分复杂，是一个国家科技实力和工业水平的重要标志。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、无污染、安全舒适和高速高效的特点，有着“零高度飞行器”的美誉，是一种具有广阔前景的新型交通工具，特别适合城市轨道交通。磁悬浮列车按悬浮方式不同一般分为推斥型和吸力型两种，按运行速度又有高速和中低速之分。
“若即若离”，是磁悬浮列车的基本工作状态。磁悬浮列车利用电磁力抵消地球引力，从而使列车悬浮在轨道上。在运行过程中，车体与轨道处于一种“若即若离”的状态，磁悬浮间隙约1厘米，因而有“零高度飞行器”的美誉。它与普通轮轨列车相比，具有低噪音、低能耗、无污染、安全舒适和高速高效的特点，被认为是一种具有广阔前景的新型交通工具。特别是这种中低速磁悬浮列车，由于具有转弯半径小、爬坡能力强等优点，特别适合城市轨道交通。
21世纪的第一个春天，3月1日，世界第一条磁悬浮列车商运线在中国上海浦东挖下了第一铲土。随着磁悬浮列车的开通，我一直都想去亲自参观一下。
今年国庆节我有幸目睹了上海磁悬浮列车的英姿。那天，爸爸开车带我们去参观浦东机场。车子行驶到龙阳路，远远望去，上海地铁二号线龙阳路站上，矗立着一座巨大的钢梁穹顶建筑。爸爸告诉我这就是高速磁悬浮列车的起点站，我仔细地观察了一下，只见在清晨的阳光下新建的磁悬浮龙阳路车站外观耀眼，极具现代感。啊，原来这儿就是磁悬浮列车出发的地方啊。
这时正好一列列车驶出了车站。刚出发的列车速度还不快，我可以看清该列车以白色为主、蓝红色相间的车厢色彩迷人，流线型的车体外观和子弹头式的车头， 美工喷绘的外表，显示出与众不同的身姿。列车越驶越快，接着用闪电般的速度在轨道上飞驰，犹如一条小白龙横飞在城市上空，一眨眼的工夫，远去的列车已经变成一个小小白点，不一会就消失得无影无踪了。“天啦，那么快！”我不禁惊讶于磁悬浮列车的高速。待晃过神来，我想起曾在书上看到：高速磁悬浮列车是一种新型的轨道交通工具，有速度快、爬坡能力强、能耗低，运行时噪音小、安全舒适、不燃油，污染少等优点。它不使用机械力，而是主要依靠电磁力使车体浮离轨道，就像一架超低空飞机贴近特殊的轨道运行，整个运行过程是在无接触、无磨擦的状态下实现高速行驶，时速可达550公里，因而具有“地面飞行器”、“超低空飞机”的美誉。今天我可算真正明白了为什么叫“磁悬浮列车”为“超低空飞机”了。我不禁感慨：科学进步可真快，给我们带来了如此便利、快捷、环保的交通工具，人类真是太聪明了！我一边想一边不停地回头张望那越离越远的磁悬浮列车车站。
看到我依依不舍的样子，妈妈打断了我的沉思，向我介绍说：“上海磁悬浮列车西起上海地铁2号线龙阳路车站南侧，东到浦东国际机场一期航站楼东侧，线路总长公里，设计时速和运行时速分别为505公里和430公里，总投资89亿元。上磁悬浮列车单列为3节车厢，共有座位200个左右……”
听到这些数值，我心里激动万分地想：城市的面貌有了磁悬浮列车真是更上一层楼了！
吾人对于空间的磁力作用会产生幻想与兴趣，其中磁浮列车亦在人们生活中存着神秘与好奇的面纱。
现在中小学课本中皆会学到磁铁原理，即异性相吸、同性相斥的道理。磁浮铁路技术就是应用这个原理，加上电力电子的操作与回授控制原理，驱使列车浮上轨道及推进力量在空中运转。
高中物理课本中教导我们的法拉第（Faraday）定律，这是电场与磁场间之电与力的相互磁力作用，也是磁浮列车应用浮力与推进力的基本原理。 磁浮列车系利用电磁吸引力与推进力，将列车悬浮在轨道上方约公分至10公分不等高度，其中以德日磁浮列车最着名及成熟，韩中亦有轻轨成型。
德国高速磁浮列车已经在上海浦东机场正式运转，它是使用电磁铁之磁力，可以在静止状态下悬浮，该列车之最高时速为430公里，日本高速磁浮列车则利用超导体，以速度感应及诱导浮力方式，在列车时速加速到60~70公里以上时使列车悬浮，该列车最高速度在2003年12月载客试车时速已达581公里，为世界最高速度。另外磁浮捷运系统于2005年3月在日本东部丘陵线已正式营运，长度为公里，该系统列车速度为100公里/小时，该系统属于都会区型，为车站静止悬浮，具有小回转半径、急升降、短距离车站等特性。
磁浮列车在德日已投入40年研发，因磁浮轨道建设在各国持正反面意见看法专家皆有，尤其在上海之磁浮列车试运转期间发生了不少工程及技术问题，就工程技术观点而言任何问题皆可以解决，这是工程上的处理方法。惟高速磁浮系统系为城际交通工具，并不具有都会区捷运之运输特性，且转乘系统的考量相当重要，这是上海高速磁浮营运不佳之主要原因。
当然，磁浮铁路也有很多的优点，如减少振动、减少噪音、速度快及环保等。只要在该系统可靠度与稳定度各项运转中获得改善及肯定，相信将会带来更快速且舒适的大众运输系统，这也是世界人类的福气。
周末，老爸老妈答应要带我去参观一下浦东国际机场，正好可以顺便体验一下磁悬浮。我背上我的小书包，装上我最还吃的零食和饮料，老大清早就嚷嚷着“出发啦”！
由于我现在约等于米，所以打了个擦边球，节约了50元车费。带着紧张激动的心情，我们的列车发动了，这可比我在家搭乐高的模型车过瘾多啦！列车一会儿向左倾斜，一会儿向右，短短的几分钟就将速度提升到300KM/H，对面行驶的列车呼啸着和我们的列车擦肩而过，马路上的车子瞬间变成了甲壳虫，缓慢地爬行着。只是，还没过够瘾呢，转眼已经到了浦东国际机场了！
老爸，要不在我超米之前再多乘几次？
磁悬浮列车综述 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，目前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。 德国开发的磁悬浮列车Transrapid于1989年在埃姆斯兰试验线上达到每小时436公里的速度。
日本开发的磁悬浮列车MAGLEV (Magically Levitated Trains)于1997年12月在山梨县的试验线上创造出每小时550公里的世界最高纪录。 德国和日本两国在经过长期反复的论证之后，均认为有可能于下个世纪中叶以前使磁悬浮列车在本国投入运营。
什么是磁悬浮列车 磁悬浮列车实际上是依靠电磁吸力或电动斥力将列车悬浮于空中并进行导向，实现列车与地面轨道间的无机械接触，再利用线性电机驱动列车运行。 虽然磁悬浮列车仍然属于陆上有轨交通运输系统，并保留了轨道、道岔和车辆转向架及悬挂系统等许多传统机车车辆的特点，但由于列车在牵引运行时与轨道之间无机械接触，因此从根本上克服了传统列车轮轨粘着限制、机械噪声和磨损等问题，所以它也许会成为人们梦寐以求的理想陆上交通工具。
磁悬浮列车的种类 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transrapid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。
常导型高速磁悬浮列车的速度可达每小时400~500公里，适合于城市间的长距离快速运输。 而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公里以上。这两种磁悬浮列车各有优缺点和不同的经济技术指标，德国青睐前者，集中精力研制常导高速磁悬浮技术；而日本则看好后者，全力投入高速超导磁悬浮技术之中。
德国的常导磁悬浮列车 常导磁悬浮列车工作时，首先调整车辆下部的悬浮和导向电磁铁的电磁吸力，与地面轨道两侧的绕组发生磁铁反作用将列车浮起。在车辆下部的导向电磁铁与轨道磁铁的反作用下，使车轮与轨道保持一定的侧向距离，实现轮轨在水平方向和垂直方向的无接触支撑和无接触导向。
车辆与行车轨道之间的悬浮间隙为10毫米，是通过一套高精度电子调整系统得以保证的。此外由于悬浮和导向实际上与列车运行速度无关，所以即使在停车状态下列车仍然可以进入悬浮状态。
常导磁悬浮列车的驱动运用同步直线电动机的原理。车辆下部支撑电磁铁线圈的作用就象是同步直线电动机的励磁线圈，地面轨道内侧的三相移动磁场驱动绕组起到电枢的作用，它就象同步直线电动机的长定子绕组。
从电动机的工作原理可以知道，当作为定子的电枢线圈有电时，由于电磁感应而推动电机的转子转动。同样，当沿线布置的变电所向轨道内侧的驱动绕组提供三相调频调幅电力时，由于电磁感应作用承载系统连同列车一起就象电机的“转子”一样被推动做直线运动。
从而在悬浮状态下，列车可以完全实现非接触的牵引和制动。 日本的超导磁悬浮列车 超导磁悬浮列车的最主要特征就是其超导元件在相当低的温度下所具有的完全导电性和完全抗磁性。
超导磁铁是由超导材料制成的超导线圈构成，它不仅电流阻力为零，而且可以传导普通导线根本无法比拟的强大电流，这种特性使其能够制成体积小功率强大的电磁铁。 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。 其原理就象冲浪运动一样，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。
超导磁悬浮列车也是由沿线分布的变电所向地面导轨两侧的驱动绕组提供三相交流电，并与列车下面的动力集成绕组产生电感应而驱动，实现非接触性牵引和制动。但地面导轨两侧的悬浮导向绕组与外。