说到“磁悬浮列车”这个词的时候，很多同学可能会表现出一种很熟悉的表情。没错，磁悬浮列车在我们的物理书上有所提及（P75 “科学世界”），甚至连作业上都有这样类似的题目。“磁悬浮列车应用了‘同名磁极相互排斥’的性质，消除了车体与轨道间的摩擦，大大提高了速度”，作业上大概是这样写的吧？一开始我也是这么想的。但是，由于我对磁悬浮列车还是留有一些疑问，于是，在我上网搜索之后我才发现：磁悬浮列车，远远不止书本上和作业上所讲的那么简单。

    磁悬浮列车是一种靠磁悬浮力来推动的列车。由于其轨道的磁力使之悬浮在空中，行走时不需接触地面，因此其阻力只有空气的阻力。磁悬浮列车的最高速度可以达每小时500公里以上，比轮轨高速列车的300多公里还要快。

    大家注意一下，这里的“磁悬浮力”，指的并不只是磁体之间的斥力，还有磁体之间的吸力。这就和作业上所讲的不一样了。既然是磁悬“浮”列车，为什么还可以凭借磁体之间的吸力令其悬浮在空中呢？

    事实上，与磁铁有同性相斥和异性相吸两种形式相对的，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，使车体悬浮在导轨上100毫米而运行的铁路。这种形式的磁悬浮列车的速度极快，可以达到500千米/时以上。这种列车称为“超导磁斥型”列车。目前日本的磁悬浮列车，就是这种类型的。

而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。这称为“常导磁吸型”列车。这种形式的磁悬浮列车虽然没有“超导磁斥型”列车的速度快，但也能达到400~500千米/时。

    磁悬浮列车的两种形式我们基本上是了解了，但是依然存在一个问题：既然磁悬浮列车摆脱了车体和轨道之间的摩擦力，但是我们现在所看到的列车，都是依靠车轮和轨道的摩擦而前进的！没有了摩擦力，磁悬浮列车如何前进呢？

    事实上，磁悬浮列车的驱动运用了“同步直线电动机”的原理。所谓同步直线电动机，就是一种交流电机，因其转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速度一样而得名（关于定子和转子，请见物理书P81）。由于电磁感应作用承载着系统连同列车一起就像电机的“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。这就是磁悬浮列车动力的来源，是不是很奇妙呢？

    所谓的“你所知道的和不知道的”，大抵也就是两种形式和动力来源，差不多就是这样子了。

                                                             焦扬

                                                        2010-5-16