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2009年12月26日9时,武汉、长沙、广州三地同时首发中国国产速度可达350km/h“和谐号”高速列车,自此,中国铁路进入高铁时代.“和谐号”动车组列车是利用电动机牵引前进,据报道,现在有一种列车节能新技术--再生制动技术,即列车在350km/h以上的速度上实施制动以后,从350km/h降到90km/h完全是靠牵引电动机变成了发电机的运行状态,利用列车的巨大惯性产生电能,达到减速的效果.只有当列车速度降到90km/h以下,才开始实施第二阶段的机械制动.
(1)电动机、发电机是利用什么物理原理制成的?
(2)简述电动机能量的转化过程.
(3)请你简要描述列车在第二阶段机械制动过程中的能量转化过程.
(4)请你解释“利用列车的巨大惯性产生电能”的意思.
【答案】分析:(1)发电机是产生电能的机器,它是利用电磁感应现象的原理制成的;而电动机是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的;
(2)据电动机工作时消耗了什么形式的能量,同时产生了什么形式的能量,进而能判断该过程中的能量转化;
(3)分析机械制动过程中,机车的什么能减小了,什么能增加了,这样就可以判断该过程中能量的转化过程;
(4)结合电动机的内部构造,分析列车由于惯性而继续运动成为发电动力的过程即可.
解答:解:(1)发电机的工作原理是电磁感应现象:闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时,导体中就会产生电流.
电动机是利用通电线圈在磁场里受力转动的原理制成的.电动机由转子(线圈)和定子(磁体)两部分组成,当给电动机通电时,通电线圈就会在磁体的磁场中受力而发生转动.
(2)电动机,即通电能动,是利用通电导线在磁场中受力的作用的原理制成的,故该过程是将电能转化为机械能的过程;
(3)列车在第二阶段机械制动过程中,列车的质量不变,其速度减小,其动能减小,故其所具有的机械能减小,据摩擦生热知,所以该过程中减小机械能转化成了内能;
(4)电动机由转子(线圈)和定子(磁体)两部分组成,当通电后,其内部的通电线圈在磁场中会受到力的作用而转到,同理若线圈在外力的作用下在磁场中做切割磁感线运动,此时就相当于发电机,即能产生电能;故列车在开始刹车时,车由于惯性,继续保持运动状态,故此时运动列车带动电动机中的线圈转动,从而产生电能,这就是“利用列车的巨大惯性产生电能”的原因.
答:(1)发电机的原理是电磁感应现象;电动机的原理是通电导线在磁场中受力的作用;
(2)将电能转化为机械能;(3)将机械能转化为内能;
(4)“利用列车的巨大惯性产生电能”是指列车在开始刹车时,车由于惯性,继续保持运动状态,故此时运动列车带动电动机中的线圈转到,从而产生电能.
点评:发电机和电动机的共同点是:都存在磁场.不同点是:发电机没有电源,属于磁生电,将机械能转化为电能.电动机有电源,通电后,导体受力运动,将电能转化为机械能.
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(2013?泰州一模)2009年12月26日,武广高铁正式 投入运营,它是目前世界上投入运营铁路客运专线中最快的线路.下表为简化的武广高铁线上G1057次高速列车时刻表,请根据列车时刻表,解答下列问题:
站名 自武汉起公里数 到站时刻 离站时刻
武汉 0 始发站 19:15
岳阳东 215 20:02 20:04
长沙南 362 20:36 20:38
株洲西 414 20:52 20:53
衡阳东 542 21:19 21:21
韶关 842 22:15 22:16
清远 986 22:45 22:46
广州北 1023 23:00 终点站
(1)岳阳东至韶关的铁路线长为
627
627
km.
(2)G1057次列车从岳阳运行至韶关的平均速度为
287
287
km/h.

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    站名     自武汉起公里数   到站时刻   离站时刻
    武汉    0     始发站     19:15
    岳阳东     215     20:O2     20:04
    长沙南     362     20:36     20:38
    株洲西     414     20:52     20:53
    衡阳东     542     21:19     21:2l
    韶关     842     22:l 5     22:l6
    清远     986     22:45     22:46
    广州北     1023     23:00     终点站
(1)岳阳东至广州北的铁路线长为
808
808
km,G1057次列车从岳阳东运行至广州北的时间为
2
2
h
56
56
min.
(2)G1057次列车从岳阳东运行至广州北的平均速度为多少km/h?(最后结果保留一位小数)

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(2011?吉安三模)如图所示为2010年11月12日举行的第十六届亚运会“潮流”火炬,其质量约为1000
g
g
;2009年12月26日,武广高速铁路正式运营.列车车体采用的是中空型材铝合金材料,这种材料除硬度大之外,还具备
密度小,质量小
密度小,质量小
的特点.

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2009年12月26日,世界上一次建成里程最长、运营速度最高的高速铁路---武广高铁正式投入运营.某时刻列车的电子屏幕显示它的运行速度如图所示,此速度合
100
100
m/s.武广高铁全长1069km,若列车运行平均速度是305km/h,则跑完全程需要
3.5h
3.5h
( 计算结果保留一位小数)

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