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（培优篇）2021-2022学年人教版九年级物理下册第20章 20.3 电磁铁电磁继电器（含答案）练习题

查看最受欢迎《第3节电磁铁电磁继电器》练习 2024年人教版九年级物理全册同步练习题及答案（多套）

2022-05-04 11:34
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杨老师
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（培优篇）2021-2022学年人教版九年级物理下册第20章 20.3 电磁铁电磁继电器（含答案）练习题01

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（培优篇）2021-2022学年人教版九年级物理下册第20章 20.3 电磁铁电磁继电器（含答案）练习题03

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初中物理第3节电磁铁电磁继电器精练

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这是一份初中物理第3节电磁铁电磁继电器精练，共17页。试卷主要包含了巨磁电阻，运用知识解决问题等内容，欢迎下载使用。

（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业20.3 电磁铁电磁继电器

一．选择题（共6小题）

1．为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，开关S闭合。下列说法正确的是（）

A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系

B．乙铁钉的上端是N极

C．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥

D．向左调节滑片P，甲、乙吸引大头针个数均会增多

2．如图所示，原来开关断开时，铁块、弹簧在图中位置保持静止状态。当闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法正确的是（）

A．电流表示数变大，弹簧长度变短

B．电流表示数变小，小磁针的N极顺时针转动

C．电磁铁磁性增强，弹簧长度变长

D．电磁铁磁性减弱，小磁针的N极逆时针转动

3．巨磁电阻（GMR）效应是指某些材料的电阻在磁场中随磁场的增强而急剧减小的现象，如图是说明巨磁电阻特性原理图（电磁铁磁性随电流增大而增强），图中的GMR是巨磁电阻，在电源电压U不超过指示灯额定电压的条件下，闭合开关S1、S2，下列说法正确的是（）

A．当滑片向右滑动时，灯泡变亮

B．当滑片向右滑动时，灯泡变暗

C．当滑片向左滑动时，电磁铁磁性减弱

D．当滑片向左滑动时，GMR两端电压增大

4．如图甲所示是我国自行车开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图关于磁悬浮列车下列说法正确的是（）

A．该磁悬浮列车的原理是运用磁铁同名磁极相互排斥

B．列车高速行驶时，车窗受到向内的压力差

C．车厢线圈通电后电源上端是正极

D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等

5．小丽利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，B为一个小型电热器。下列说法正确的是（）

A．该装置使用的是煤油温度计

B．该装置能使鱼缸中的水温大致保持在18℃

C．电磁铁上端的磁极是N极

D．当温度未达到设定温度时，小型电热器B一直工作

6．小刘同学逛商场时发现电梯很“聪明”，在有人或无人乘坐时会以不同的速度运行，这样可以节约用电。如图所示是其工作电路图，R是一个压敏电阻，其阻值随压力的增大而减小。下列分析正确的是（）

A．当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强

B．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢

C．站上电梯的人越多，电动机就转得越快

D．可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向

二．填空题（共6小题）

7．冬冬将漆包线（表面涂有绝缘漆的铜线）绕在两个完全相同的铁钉上，制成了简易电磁铁甲和乙，按如图连接好电路，探究“影响电磁铁磁性强弱的因素”，请你结合该实验中的具体情况，完成下面的内容：

（1）实验中他是通过来判定电磁铁磁性强弱的；

（2）滑片P向B端移动时，甲的磁性将（变强/变弱/不变）；

（3）流过电磁铁甲的电流（大于/小于/等于）电磁铁乙的电流，电磁铁甲、乙磁性强弱不同的原因是。

8．运用知识解决问题：

右图是一个限流装置示意图，图中P是电磁铁，S是开关，Q是衔铁、可绕O点转动。当电路中电流过大时，电磁铁的磁性，（填增强、减弱或不变），吸引衔铁，弹簧将开关拉起，使电路，起到保护作用。

9．如图，在竖直放置的电磁铁上方用弹簧悬挂条形磁体，开关闭合后，移动滑片P时，若弹簧变短，则滑片P应该是向端移动（填“a”或“b”），灯泡的亮度。

10．如图，闭合开关S后，电磁铁右侧的小磁针会（顺、逆）时针转动。慢慢向下调节滑动变阻器的滑片，桌面上的条形磁体依然保持不动，此过程条形磁体受到的摩擦力（选填增大，减小，不变）。

11．如图是一种“闯红灯违规证据模拟记录器”的工作原理图，光控开关接收到红绿灯发出的红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性变，使动触点与触点接触。

12．如图所示，R是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，R0是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯。白天灯熄，夜晚灯亮。则给路灯供电的电源应接在（填写“a、b”或者“b、c”）两端；为了使路灯推迟发光，你对这个电路采取调节措施是。

三．实验探究题（共1小题）

13．如图甲所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。

（1）电路中滑动变阻器除了起到保护电路的作用，还可以，从而改变电磁铁的磁性强弱。

（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，通过观察甲图的实验现象，可得出的实验结论是：。

（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是。

（4）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是。

A．伏安法测量定值电阻的阻值

B．探究并联电路电流规律

C．测量小石块的密度

（5）实际生产和生活中，电磁铁的应用十分广泛。如图乙磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，通电后相当于电磁铁。将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流（选填“增大”或“减小”），磁性增强，金属线圈对球体的作用力（选填“大于”或“小于”）球体重力，球体到达最低点向上运动返回原悬浮位置。

（培优篇）2021-2022学年下学期初中物理人教新版九年级同步分层作业20.3 电磁铁电磁继电器

参考答案与试题解析

一．选择题（共6小题）

1．为探究“电磁铁磁性强弱与哪些因素有关”，实验小组连接了如图所示的实验电路，开关S闭合。下列说法正确的是（）

A．比较甲、乙铁钉吸引大头针的数量可得出电磁铁的磁性强弱与电流大小的关系

B．乙铁钉的上端是N极

C．大头针的下端散开是因为异名磁极相互排斥

D．向左调节滑片P，甲、乙吸引大头针个数均会增多

【分析】（1）根据电磁铁吸引大头针个数的多少判断电磁铁磁性的强弱并分析甲乙磁性不同的原因；

（2）根据安培定则，可判断出两电磁铁的上端极性；

（3）利用磁化和磁极间的作用规律进行分析；

（4）根据滑动变阻器滑片移动，判断电路中电阻变大从而知道电流变化，进而判断磁性强弱变化。

【解答】解：A、由图知，甲吸引大头针的个数较多，说明甲的磁性较强，甲乙串联，电流相等，甲的线圈匝数大于乙的线圈匝数，说明电流一定时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强，故A错误；

B、根据右手螺旋定则，乙铁钉的上端是电磁铁的S极，故B错误；

C、大头针被磁化，大头针下端的磁极相同，互相排斥，所以下端分散，故C错误；

D、向左移动滑片P时，电路中电阻减小，电流变大，电磁铁的磁性增强，电磁铁甲乙吸引大头针的数量会增多，故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查了安培定则、影响电磁铁磁性强弱的因素以及控制变量法和转换法的应用，有一定难度。

2．如图所示，原来开关断开时，铁块、弹簧在图中位置保持静止状态。当闭合开关，并将滑动变阻器的滑片向右移动，下列说法正确的是（）

A．电流表示数变大，弹簧长度变短

B．电流表示数变小，小磁针的N极顺时针转动

C．电磁铁磁性增强，弹簧长度变长

D．电磁铁磁性减弱，小磁针的N极逆时针转动

【分析】当滑动变阻器的滑片向右移动时，可知滑动变阻器的接入电路的电阻变化，由欧姆定律可知电流的变化，则可知螺线管磁性强弱的变化，根据螺线管的磁性强弱变化以及磁铁的性质判断弹簧长度的变化，由磁极间的相互作用可知小磁针的N极转动方向。

【解答】解：

若将变阻器的滑片P向右移动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，由欧姆定律可知电路中的电流变大，通电螺线管的磁性增强，故对铁块的吸引力增大，所以弹簧长度应变长，由磁极间的相互作用可知小磁针的N极不转动，故ABD错误，C正确。

故选：C。

【点评】本题将电路知识及磁场知识结合在一起考查了学生综合分析的能力，要求学生能灵活运用所学知识进行综合分析从而找出正确答案。

A．当滑片向右滑动时，灯泡变亮

B．当滑片向右滑动时，灯泡变暗

C．当滑片向左滑动时，电磁铁磁性减弱

D．当滑片向左滑动时，GMR两端电压增大

【分析】根据滑片位置的变化判定电磁铁磁性的变化，从而得出巨磁电阻阻值的变化，根据欧姆定律判定电路中电流的变化和灯泡的亮度变化，根据串联电路的分压规律判定巨磁电阻两端电压的变化。

【解答】解：当滑片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，电磁铁的磁性减弱，GMR的电阻变大，根据串联电路的分压规律可知，其分担的电压变大；由于巨磁电阻阻值变大，电路的总电阻变大，根据欧姆定律可知，电路中的电流变小，滑动变阻器电阻变大，其分担的电压变大，根据串联电路的分压规律可知，灯泡两端的电压变小，通过灯泡的电流变小，根据P＝UI可知，灯泡的实际功率变小，灯泡变暗；同理可知，当滑片向左滑动时，电磁铁磁性增强，

GMR两端电压变小，故B正确，ACD错误。

故选：B。

【点评】本题考查了电路的动态分析，涉及到电磁铁磁性与电流的关系和欧姆定律的应用等，判读出巨磁电阻的变化是解题的关键。

4．如图甲所示是我国自行车开发的中低速磁悬浮列车，图乙是其工作原理示意图关于磁悬浮列车下列说法正确的是（）

A．该磁悬浮列车的原理是运用磁铁同名磁极相互排斥

B．列车高速行驶时，车窗受到向内的压力差

C．车厢线圈通电后电源上端是正极

D．车厢满载乘客和空载时受到的磁力相等

【分析】同名磁极相互排斥，异名磁极相互吸引；

流体流动速度大的位置，压强小；

从悬浮入手，结合磁极间作用规律即可确定车厢线圈上端的极性。

【解答】解：

A、磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，故A错误；

B、高速运行的列车必须关紧门窗，此时车窗玻璃外空气流动速度大，压强小，因此受到空气对它的压力差指向车外，故B错误；

C、磁悬浮列车的工作原理是：同名磁极相互排斥或异名磁极相互吸引，本题中是T形轨道，利用的是异名磁极相互吸引的原理，条形磁铁的下端是N极，由此确定车厢线圈的上端为S极，根据安培定则可知，电源上端为正极，故C正确；

D、高速运行时，导轨钢板对列车的磁力和列车重力相等，故满载乘客和空载时磁力不同，故D错误；

故选：C。

【点评】此题考查的知识点较多，题目的难度不大，理解列车运行的物理过程是解决此题的关键。

5．小丽利用电磁继电器设计了一个自动恒温加热鱼缸，如图所示，A为一段软导线，B为一个小型电热器。下列说法正确的是（）

A．该装置使用的是煤油温度计

B．该装置能使鱼缸中的水温大致保持在18℃

C．电磁铁上端的磁极是N极

D．当温度未达到设定温度时，小型电热器B一直工作

【分析】（1）容易导电的物体是导体，不容易导电的物体是绝缘体；

（2）当温度升高时，导线接触水银面，此时控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，工作电路断开，电阻丝不发热；当温度降低时，导线离开水银面，此时控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，工作电路接通，电阻丝发热；从而确定保持的温度；

（3）根据安培定则判定螺线管的极性；

（4）当温度未达到设定温度时，根据衔铁的位置判定电路的工作状态。

【解答】解：

A、煤油是绝缘体，当温度计的液柱上升到26℃时，不能接通电磁铁的电路，故不能使用煤油，应使用属于导体的水银，故A错误；

B、温度计的分度值为1℃，导线的末端在26℃处；由于水银是导体，当温度升高到26℃时，控制电路接通，电磁铁有磁性，吸引衔铁，加热电路断开，电阻丝不发热；当温度下降低于26℃时，控制电路断开，电磁铁无磁性，衔铁被弹簧拉起，加热电路接通，电阻丝发热；所以该装置能使鱼缸中的水温大致保持在26℃，故B错误；

C、由图知，电流从电磁铁下方流入、上方流出，根据线圈绕线利用安培定则可知，电磁铁的上端为S极，故C错误；

D、当温度未达到设定温度时，电磁铁不具有磁性，衔铁被弹簧拉起，小型电热器B接入电路，一直工作，故D正确。

故选：D。

【点评】此题考查了对电磁继电器的工作原理的分析，属基础性题目。

A．当所有人走出电梯后，则图中电磁铁的磁性将增强

B．当所有人走出电梯后，动触点与1接触，电动机的转速将变慢

C．站上电梯的人越多，电动机就转得越快

D．可以改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向

【分析】本题中有两个电路，左侧为压敏电压与电磁铁串联，右侧为电动机控制电路，当衔铁与触点1接触时，R1与电动机串联，当衔铁与触点2接触时，只有电动机工作，电动机中电流增大。

【解答】解：AB、当所有人走出电梯后，压力减小，则压敏电阻R的阻值增大，左侧控制电路中的电流减小，电磁铁磁性变弱，则衔铁被拉起，与触点1接触，此时电动机与电阻R1 串联，通过电动机的电流减小，电动机的转速变慢，故A错误，B正确；

C、站上电梯的人越多，压敏电阻的阻值减小，根据欧姆定律可知，控制电路中的电流变大，电磁铁的磁性增强，衔铁被吸下，与触点2接触，只有电动机工作，此时电路中的电流时保持不变，电动机的转速要大于人少时电动机的转动速度，故C错误；

D、一个电梯运动的方向是不变的，所以不能改变控制电路的电源方向来改变电动机转动方向，故D错误。

故选：B。

【点评】本题考查应用物理知识解决实际问题的能力，在本题中应认清电路的构造联系所学知识进行解答。

二．填空题（共6小题）

（1）实验中他是通过吸引大头针数目来判定电磁铁磁性强弱的；

（2）滑片P向B端移动时，甲的磁性将变弱（变强/变弱/不变）；

（3）流过电磁铁甲的电流等于（大于/小于/等于）电磁铁乙的电流，电磁铁甲、乙磁性强弱不同的原因是线圈匝数不同。

【分析】（1）电磁铁磁性的强弱是通过观察其吸收大头针的数量来判断的，这是转换法的一种应用；

（2）滑片P向B端移动时，AP段变长，接入电路的电阻变大，电流变小，据此解答；

（3）根据电路是串联电路判断甲乙电流关系；电流相同时，线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。

【解答】解：（1）电磁铁通电以后，电磁铁的磁性不能直接观察，而是通过电磁铁吸引大头针的多少来反映，电磁铁的磁性越强，吸引的大头针越多，这是运用了转换法的思想；

（2）如图，滑动变阻器接入了AP段，滑片P向B端移动时，AP段变长，接入电路的电阻变大，电流变小。在线圈匝数一定，铁芯一定时，电流越小，磁性越弱；

（3）甲乙电磁铁串联在电路中，电流相等，铁芯相同，线圈匝数不同，磁性不同。

故答案为：（1）吸引大头针数目；（2）变弱；（3）等于；线圈匝数不同。

【点评】要想解答本题需要：（1）掌握用控制变量法和转换法探究电磁铁磁性强弱的影响因素，掌握电磁铁磁性强弱的影响因素；（2）掌握滑动变阻器的作用和原理；（3）掌握串联电路的电流的特点。

8．运用知识解决问题：

右图是一个限流装置示意图，图中P是电磁铁，S是开关，Q是衔铁、可绕O点转动。当电路中电流过大时，电磁铁的磁性，增强（填增强、减弱或不变），吸引衔铁，弹簧将开关拉起，使电路断开，起到保护作用。

【分析】家庭电路中电流过大的原因有：一是短路；二是用电器总功率过大；电磁铁的磁性跟电流大小、线圈的匝数、有无铁芯有关。有铁芯时，电流越大，线圈匝数越多，磁性越强。当线圈匝数不变，铁芯不变时，电磁铁中电流增大到一定值时，磁性增强能把衔铁Q吸引过来，闸刀开关被弹簧拉起，电路断开，起到保护作用。

【解答】解：家庭电流中电流过大的原因有：短路或总功率过大；无论什么原因导致电流过大时，电磁铁的磁性都会增强，则吸引衔铁Q的力变大，使衔铁逆时针转动，闸刀S在弹力的作用下自动开启，断开电路，起到保护作用。

故答案为：增强；断开。

【点评】本题考查了家庭电路中电流过大的原因以及电流的大小可以影响电磁铁的磁性强弱，更重要的是要学会读图分析电磁继电器的工作过程。

9．如图，在竖直放置的电磁铁上方用弹簧悬挂条形磁体，开关闭合后，移动滑片P时，若弹簧变短，则滑片P应该是向 a 端移动（填“a”或“b”），灯泡的亮度变亮。

【分析】利用安培定则可判断螺线管的极性，据螺线管的磁性强弱可判断电流大小的变化，然后可知滑动变阻器的移动方向。

【解答】解：由图知，电流从螺线管的上端流入、下端流出，根据安培定则，右手握住螺线管，使四指指向电流方向，则螺线管的下端为N极，其上端为S极；

开关闭合后，移动滑片P时，若弹簧变短，说明电磁铁磁性减弱，说明电流变小，

当滑片P从b端移动到a端滑动过程中，变阻器的阻值变大，变阻器与灯泡并联的总电阻变大，而电路中滑动变阻器与灯泡并联后再与定值电阻串联，由串联分压的规律可知灯泡两端分得的电压变大，则灯泡的实际功率增大，灯泡的亮度变亮。

故答案为：a；变亮。

【点评】本题将通电螺线管的判断、磁极间的相互作用、电路的动态变化进行了有机的结合，难度虽然不大，但环环相扣，应细心作答，才不会颠倒出错。

10．如图，闭合开关S后，电磁铁右侧的小磁针会逆（顺、逆）时针转动。慢慢向下调节滑动变阻器的滑片，桌面上的条形磁体依然保持不动，此过程条形磁体受到的摩擦力增大（选填增大，减小，不变）。

【分析】（1）根据安培定则判断电磁铁的极性，根据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引判断小磁针转动的方向；

（2）电磁铁的磁性强弱与电流大小和线圈匝数有关：电流不变时，匝数越少，磁性越弱；匝数一定时，电流减小，磁场减弱；根据二力平衡分析摩擦力的变化。

【解答】解：（1）伸出右手握住螺线管，四指弯曲指示电流的方向，大拇指所指的方向即螺线管的右端为通电螺线管的N极，左端为S极，已知小磁针下端为N极，据同名磁极相互排斥、异名磁极相互吸引的知识可知，闭合开关后小磁针会逆时针转动；

（2）在此实验装置中，慢慢向下调节滑动变阻器的滑片，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，因此通电螺线管的磁性增强，条形磁体受到的排斥力变大，条形磁体静止不变，则排斥力与摩擦力是一对平衡力，摩擦力变大。

故答案为：逆；增大。

【点评】本题考查了影响电磁铁磁性强弱的因素、根据安培定则判断通电螺线管的极性、二力平衡条件的应用，有一定的综合性。

11．如图是一种“闯红灯违规证据模拟记录器”的工作原理图，光控开关接收到红绿灯发出的红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性变强，使动触点与触点 2 接触。

【分析】电磁铁磁性的大小与线圈的匝数、电流的大小有关；根据图示可知，当电磁铁的磁性增强时，衔铁被吸下，照相机接入电路。

【解答】解：光控开关接收到红绿灯发出的红光时会自动闭合，压敏电阻若同时受到车的压力，其阻值变小，电路中电流变大，电磁铁的磁性变强，衔铁被吸下，使动触点与触点2接触，电控照相机工作。

故答案为：强；2。

【点评】本题考查电磁继电器的工作原理，与生活息息相关，难度不大。

12．如图所示，R是一个光敏电阻，光敏电阻的阻值随光照强度的增大而减小，R0是电阻箱（已调至合适阻值），它们和继电器组成自动控制电路来控制路灯。白天灯熄，夜晚灯亮。则给路灯供电的电源应接在 a、b （填写“a、b”或者“b、c”）两端；为了使路灯推迟发光，你对这个电路采取调节措施是减小R0的阻值。

【分析】分析电磁铁的电路，判定利用照明电源为路灯供电的接入点；发光时的吸合电流不变，使路灯推迟发光，根据总电阻的大小和欧姆定律分析采取的措施。

【解答】解：光敏电阻的电阻值随光照强度的增大而减小，所以白天时光敏电阻的电阻变小，根据欧姆定律可知，电路中的电流变大，电磁铁磁性增强，将衔铁吸下，动触点与下面的静触点接通；晚上时的光线暗，光敏电阻的电阻变大，电路中的电流变小，电磁铁磁性减弱，将衔铁释放，所以动触点与上面的静触点接通。所以要达到晚上灯亮，白天灯灭，则给路灯供电的电源应接在a、b之间；

路灯发光时，电磁铁的吸合电流不变，使路灯推迟发光，此时的光线更暗，光敏电阻的阻值较大，要使吸合电流不变，根据欧姆定律可知，需使R总不变，则需要减小R0的阻值。

故答案为：a、b；减小R0的阻值。

【点评】解决本题的关键知光敏电阻的特点，能够根据它们的特点解释它们在实际运用过程中的原理。

三．实验探究题（共1小题）

13．如图甲所示，是某学习小组同学设计的研究“电磁铁磁性强弱”的实验电路图。

（1）电路中滑动变阻器除了起到保护电路的作用，还可以改变电路中的电流，从而改变电磁铁的磁性强弱。

（2）保持滑动变阻器滑片位置不变，通过观察甲图的实验现象，可得出的实验结论是：在电流相同时，线圈的匝数越多，磁性越强。

（3）电磁铁吸引的大头针下端分散的原因是大头针被磁化，同名磁极相互排斥。

（4）本实验进行了多次实验，多次实验的目的和下列实验多次实验的目的相同的是 B 。

A．伏安法测量定值电阻的阻值

B．探究并联电路电流规律

C．测量小石块的密度

（5）实际生产和生活中，电磁铁的应用十分广泛。如图乙磁悬浮地球仪的球体中有一个磁铁，环形底座内有一金属线圈，通电后相当于电磁铁。将磁悬浮地球仪的球体用手轻轻向下按一下，球体就会从原来的悬浮位置向下运动，此时金属线圈中的电流增大（选填“增大”或“减小”），磁性增强，金属线圈对球体的作用力大于（选填“大于”或“小于”）球体重力，球体到达最低点向上运动返回原悬浮位置。