Question

【题目】阅读短文，问答问题：

2020年4月27日，“和谐号”动车第一次驶过通沪铁路张家港站，标志着我市正式跨入“高铁时代”，如图甲。通沪铁路全长约140km，设计时速200km/h。高铁运行时，每节车厢下的牵引电机同时驱动车轮工作，所以可以使列车达到很高的时速。牵引电动机主要由定子和转子组成，运行时是由定子接收电流，使定子内的定子绕组产生旋转磁场，然后令转子绕组在该磁场中产生感应电流，最后作用转子进行转动。

为了测量列车速度，可以采用“霍尔式”传感器技术。如图乙所示，将一非磁性圆盘固定装在列车车轮转轴上，周围均匀安装磁性较强的块状磁钢60个，霍尔元件固定在磁块附近当车轮转动，磁块与霍尔元件靠近时，磁场较强，霍尔元件输出低电流，反之输出高电流，因此随着车轮转动，霍尔元件连续输出脉冲信号。通过整形送单片机进行信号处理即可算出车轮转速。

(1)乘客候车时要在黄线以外才能保证安全，是由于空气流速越大，________越小的原理；若“和谐号”按设计时速匀速跑完通沪铁路全程，需用时________s；

(2)列车前进时，牵引电动机可以把________能转化为动能，其中“定子”在工作时相当于________（选填“电磁铁”、“发电机”）；

(3)利用“霍尔式”测速法，单片机信号输出得到了图丙所示的I-t图像。已知列车车轮周长约240cm，请结合图丙相关信息，计算列车的车轮转速为________转/min， 车速为________km/h。

Answer 1

【答案】压强 2520 电 电磁铁 1250 180

【解析】

(1)[1]人站在安全线以内候车时，列车高速驶来，人和列车之间空气流动很快，压强较小，安全线内的人被外侧的大气压压向列车，非常危险，故应填压强。

[2]由速度公式得

(2)[3]列车前进时，牵引电动机是通过通电导体在磁场中受力的原理使列车前进，说明是电能转化为动能的。

[4]牵引电动机运行时是由定子接收电流，使定子内的定子绕组产生旋转磁场，然后令转子绕组在该磁场中产生感应电流，最后作用转子进行转动，所以“定子”在工作时相当于电磁铁。

(3)[5][6]由题意知，列车车轮周长约240cm，即2.4m，车轮转一周所用时间为

则车速为

那么1min车轮走过的路程为

则车轮转速为