الفيزياء

مختبر الكهرباء والمغناطيسية بالواقع الافتراضي

يرسم الطلاب خرائط المجالات المغناطيسية بثلاثة أبعاد، ويبنون مغناطيساً كهربائياً ومحركاً كهربائياً بسيطاً، ويوصلون دوائر إنارة بحجم غرفة، دون خطر كهربائي.

تجارب: 10الأعمار 9–18مواضيع: 2

يعرض هذا الكتالوج مختبرات متاحة اليوم إلى جانب محتوى قيد التخطيط والتطوير. ولا يُعدّ عرض أي محتوى فيه التزاماً بتطويره أو بموعد إطلاقه.

كيف يعمل المختبر

المجال المغناطيسي ثلاثي الأبعاد، وهنا نراه هكذا

برادة الحديد على الورق تُظهر مقطعاً واحداً فقط من المجال. في المختبر يضع الطلاب البوصلات في أي نقطة في الفضاء، فوق المغناطيس وتحته وحوله، ويرون خطوط المجال من حولهم. وفي الدوائر الكهربائية يعملون بحجم غرفة حقيقية، دون خطر.

موضوع 1

المغناطيس والمجالات

في الابتدائية يكتشف الطلاب أن للمغناطيس اتجاهاً في الفضاء، وفي الإعدادية يرسمون خريطة المجال ويبنون مغناطيساً كهربائياً، وفي الثانوية يتعاملون مع التيار والقوة والمجال كمتجهات.

الابتدائية

الأعمار 9–12
الأعمار 9–12

بوصلات حول مغناطيس

سؤال الاستقصاء
إلى أين تشير البوصلة بالقرب من المغناطيس، ولماذا؟
ماذا يفعل الطلاب
يضع الطلاب بوصلات صغيرة حول مغناطيس، فوقه وتحته أيضاً، ويديرون المغناطيس.
لماذا الواقع الافتراضي
بوصلات تطفو في أي نقطة في الفضاء، لا على الطاولة فقط.

الإعدادية

الأعمار 12–15
الأعمار 12–15

رسم خريطة المجال المغناطيسي بثلاثة أبعاد

سؤال الاستقصاء
كيف يبدو المجال بين مغناطيسين متجاذبين، وبين مغناطيسين متنافرين؟
ماذا يفعل الطلاب
يضع الطلاب مجسّات بوصلة في الفضاء، ويعرضون خطوط المجال ويغيّرون المسافة والاتجاه بين المغناطيسين.
لماذا الواقع الافتراضي
نرى المجال كله في الفضاء، لا مقطعاً واحداً منه فقط.
الأعمار 13–15

المغناطيس الكهربائي: كم مشبكاً يرفع؟

سؤال الاستقصاء
كيف يؤثر عدد اللفات وشدة التيار على قوة المغناطيس الكهربائي؟
ماذا يفعل الطلاب
يلفّ الطلاب سلكاً حول مسمار، ويوصلونه ببطارية، ويختارون شدة التيار ويعدّون المشابك التي يرفعها.
لماذا الواقع الافتراضي
تجربة سريعة وقابلة للتكرار، دون بطاريات تسخن ودون أسلاك تنفد.
الأعمار 13–15

الأرض كمغناطيس

سؤال الاستقصاء
إلى أين تشير البوصلة قرب القطبين، ولماذا لا يطابق الشمال المغناطيسي الشمال الجغرافي؟
ماذا يفعل الطلاب
يثبّت الطلاب بوصلة في نقاط مختلفة على كرة أرضية عملاقة، ويقارنون اتجاه الإبرة بخط الطول.
لماذا الواقع الافتراضي
كرة أرضية بحجم غرفة، يتجول الطلاب حولها ويفحصون الإبرة في كل مكان.

الثانوية

الأعمار 15–18
الأعمار 15–17

مجال سلك يحمل تياراً

سؤال الاستقصاء
ما شكل المجال حول سلك مستقيم، وكيف يتعلق باتجاه التيار وبالمسافة؟
ماذا يفعل الطلاب
يضع الطلاب بوصلات حول سلك، ويعكسون اتجاه التيار، ويضبطون سهم "قاعدة اليد اليمنى" الذي يمسكونه بأيديهم.
لماذا الواقع الافتراضي
قاعدة اليد اليمنى تُطبَّق بثلاثة أبعاد، حول السلك نفسه.
الأعمار 16–18

نبني محركاً كهربائياً بسيطاً

سؤال الاستقصاء
لماذا يدور الملف في مجال مغناطيسي، ولماذا نحتاج إلى مبدّل الاتجاه؟
ماذا يفعل الطلاب
يركّب الطلاب المغناطيسات والملف ومبدّل الاتجاه، ويشغّلون التيار ويراقبون أسهم القوة على كل ضلع.
لماذا الواقع الافتراضي
تركيب الأداة باليدين، وأسهم قوة تدور مع الملف.
الأعمار 16–18

الحثّ: مغناطيس يدخل ملفاً

سؤال الاستقصاء
متى يتولد تيار في الملف، وما الذي يحدد شدته واتجاهه؟
ماذا يفعل الطلاب
يُدخل الطلاب مغناطيساً في ملف ويُخرجونه بسرعات مختلفة، ويبدّلون الملفات ويقرؤون الجلفانومتر.
لماذا الواقع الافتراضي
سرعة الحركة تتحدد من حركة يد الطالب نفسه.
موضوع 2

الدوائر والكهرباء في البيت

يبني الطلاب دوائر، ويقارنون التوصيل على التوالي والتوازي، ويوصلون الإنارة كما في بيت حقيقي.

الإعدادية

الأعمار 13–15
الأعمار 14–15

دائرة كهربائية — توالٍ وتوازٍ

سؤال الاستقصاء
ماذا يحدث للمصابيح وللتيار عند توصيلها على التوالي وعلى التوازي؟
ماذا يفعل الطلاب
يكمل الطلاب دائرة ببطارية ومفتاح ومصابيح، ويبنون توصيلاً على التوالي وعلى التوازي ويقيسون التيار بالأميتر.
لماذا الواقع الافتراضي
نرى تمثيلاً لحركة الشحنات في الدائرة ونقيس في أي نقطة، بأمان.
الأعمار 13–15

نوصّل أسلاك غرفة

سؤال الاستقصاء
أين يجب وضع المفتاح في الدائرة ليتحكم بالمصباح؟
ماذا يفعل الطلاب
يوصل الطلاب الأسلاك بين لوحة الكهرباء والمفتاح والمصابيح في جدار غرفة بالحجم الحقيقي ويفحصون ما يضيء.
لماذا الواقع الافتراضي
عمل "داخل الجدار" بحجم غرفة، دون خطر كهربائي.
الأعمار 14–15

مفتاح الدرج

سؤال الاستقصاء
كيف يتحكم مفتاحان في مكانين مختلفين بالمصباح نفسه؟
ماذا يفعل الطلاب
يوصل الطلاب مفتاحين مزدوجي الاتجاه ويفحصونهما بالصعود والنزول على الدرج.
لماذا الواقع الافتراضي
يتحرك الطلاب في المكان ويفحصون الدائرة من كل طرف.
أسئلة شائعة

مختبر الكهرباء والمغناطيسية

هل يوجد خطر كهربائي؟

لا. كل الدوائر افتراضية، فيمكن التوصيل والفصل والخطأ دون أي خطر.

لأي أعمار يناسب المختبر؟

للأعمار من 9 إلى 18. في الابتدائية يكتشف الطلاب كيف تستجيب البوصلة للمغناطيس، وفي الإعدادية يرسمون المجالات ويبنون مغناطيساً كهربائياً ويوصلون الدوائر، وفي الثانوية يعملون بقاعدة اليد اليمنى والمحرك الكهربائي والحث.

لماذا نتعلم المغناطيسية بثلاثة أبعاد؟

لأن المجال المغناطيسي يملأ الفضاء كله حول المغناطيس. على الورق نرى مقطعاً واحداً، وفي النظارات يمكن وضع البوصلات في أي نقطة ورؤية الصورة الكاملة.

يُحدَّث الكتالوج باستمرار، ويُضاف إليه المحتوى تدريجياً. تدعم المختبرات العربية والعبرية والإنجليزية ولغات أخرى. لمعرفة المختبرات المتاحة الآن لمدرستكم: service@prolabsxr.com

تريدون تجارب من هذا المختبر في مدرستكم؟

أخبرونا بالمواضيع التي تدرّسونها، وسنعود إليكم بما يناسب صفكم

احجزوا عرضاً حياً