| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 標準的な到達レベルに加え、
・ビオ・サバールの法則を用いた直線電流(有限長)による磁界を計算できる。
・アンペア周回積分を用いて平板電流による磁界や、中空付円筒導体内の磁界を計算できる。 | □ 電流により生じる磁界(アンペア右ねじの法則)を説明できる。
□ 磁気双極子モーメントを理解し、円電流が磁気双極子と等価であることを説明できる。
□ ビオ・サバールの法則を説明できる。またそれを用いた円電流による磁界を計算できる。
□ アンペア周回積分の意味を理解し、無限長直線電流の作る磁界、環状ソレノイド・無限長円筒ソレノイド内部の磁界、平行(往復)直線電流の作る磁界、円筒導体内部の磁界を計算できる。 | ビオ・サバールの法則を用いて円電流による磁界の計算ができない。また、アンペア周回積分の法則を利用して環状ソレノイド内の磁界等の計算ができない。 |
評価項目2 | 標準的な到達レベルに加え、
・xy平面で面積分を用いて鎖交磁束を計算できる。
・ローレンツ力によるサイクロトロン運動が説明できる。 | □ 透磁率の定義と単位、磁束の意味、磁束密度のガウスの法則を理解し、開曲面を通過する磁束の計算ができる。
□ 磁力線の重ね合わせにより磁界中の電流に働く力を定性的に説明できる。
□ 平行電流に働く力、ローレンツ力を計算出来る。
□ 直流モータの原理を説明でき、磁界中のループ電流、磁気双極子に働くトルクを計算できる。 | 磁束と磁束密度の関係を説明できない。また、電磁力を用いたモーターの原理などの説明ができない。 |
評価項目3 | 標準的な到達レベルに加え、
・発電に要するエネルギーと負荷の消費電力が等しいことを説明できる。
・単極発電の原理、およびローレンツ力による運動電磁誘導の説明できる。 | □ 「鎖交」することの意味、ファラデーの法則、レンツの法則を説明できる。
□ e=-dΦ/dtのΦとeの方向の定義を理解し、問題に応用できる。
□ 自己誘導と相互誘導を理解し、回路の誘導起電力(e.m.f)を計算できる。
□ 交流発電機の原理を理解し、発電機に負荷が接続された場合に発生する電磁力と回転に要するトルクを計算できる。
□ 電磁誘導と運動電磁誘導の関係を説明できる。 | 自己誘導、相互誘導において、e=-dΦ/dtのΦとeの方向を正しく応用できない。交流発電の原理を説明できない。 |
評価項目4 | 標準的な到達レベルに加え、
・円筒導体の内部インダクタンスを計算できる。
・有限長円筒ソレノイドの自己インダクタンスの計算方法を説明でき、長岡係数との関係を説明できる。
・ 電気回路における相互インダクタンスの取り扱いと、等価回路を説明できる。 | □ 自己インダクタンスの定義を理解し、計算例(環状ソレノイド、無限長円筒ソレノイド)を計算できる。
□ 平行導線、同軸円筒導体の外部インダクタンスを計算できる。
□ 相互インダクタンスの定義を理解し、環状ソレノイド、無限長円筒ソレノイドの場合の計算ができる。
□ 直列接続および並列接続の合成インダクタンスの式の意味を説明できる。 | 環状ソレノイド、無限長円筒ソレノイド、平行導線、同軸円筒導体の外部インダクタンス等を計算できない。 |
評価項目5 | 標準的な到達レベルに加え、相互インダクタンスを持つコイルのエネルギーからコイル間に働く力を計算できる。 | □ コイルに電流を流すのに要するエネルギーから空間に蓄えられるエネルギーを導出できる。
□ インダクタンスに蓄えられるエネルギーとの関係から円筒導体の内部インダクタンスを計算できる。
□ 仮想変位によるソレノイドの導線に働く力を計算できる。 | コイルに電流を流すのに要するエネルギーを導出できない。 |