到達目標
(科目コード:31650, 英語名:Electromagnetics I)
この科目は長岡高専の教育目標の(C),(D)と主体的に関わる.
この科目の到達目標と,成績評価上の重み付け,各到達目標と長岡高専の学習・教育到達目標との関連を,到達目標,評価の重み,関連する目標の順で次に示す.
①電気の世界を記述するための諸概念---電荷,電界,電気力線,電位--- を正しく理解する.(c1),(d1),30%
②静電界に関する基本法則---クーロンの法則,電気力線に関するガウスの法則--- を理解し,単純な電荷分布に対し,電界・電位が求められる.(c1),(d1),30%
③ベクトル・微積分を使いこなし,静電界現象を正しく記述する.(c1),(d1),40%
ルーブリック
| 理想的な到達レベルの目安 | 標準的な到達レベルの目安 | 最低限の到達レベルの目安 | 未到達レベルの目安 |
評価項目1 | 電荷,電界,電気力線,電位をそれぞれ求めることができる. | 電荷,電界,電気力線,電位の定義を正しく説明できる. | 電荷,電界,電気力線,電位の定義を概ね説明できる. | 左記に達していない. |
評価項目2 | クーロンの法則,電気力線に関するガウスの法則を活用し,単純な電荷分布に対し,電界・電位が求められる. | クーロンの法則,電気力線に関するガウスの法則を正しく説明できる. | クーロンの法則,電気力線に関するガウスの法則を概ね正しく説明できる. | 左記に達していない. |
評価項目3 | ベクトル・微積分を使いこなし,静電界現象を正しく記述できる. | ベクトル・微積分を使った静電界に関する課題を正しく解答できる. | ベクトル・微積分を使った課題を概ね解答できる. | 左記に達していない. |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
この科目は,電磁気現象を支配する基本法則について講義形式で教授する.その基本法則を具体的な問題に適用できるよう,演習を行う.特に3年次においては,静電界を取り扱う.
○ 関連する科目:電気回路IA(前期履修),電磁気学IIA(次年度履修)
授業の進め方・方法:
平常時の勤勉さを重視します.遅刻や無断欠席は減点します.クーロンの法則,ガウスの法則に関する基本的知識は例題・課題・小テスト等で確認し,定期試験時には総合力を評価します.
注意点:
学年末試験の範囲は後期中間試験の範囲も含めますので,授業内容よく復習し確実に理解するよう努めてください.
授業計画
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
後期 |
3rdQ |
1週 |
シラバス解説,電磁気学の総論・概論 |
ベクトルの定義を理解し,ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ,大きさを求めることができる.
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2週 |
電荷の性質 |
電荷及びクーロンの法則を説明でき,点電荷に働く力等を計算できる.
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3週 |
絶縁体と導体 ベクトル演習(小テスト) |
電荷及びクーロンの法則を説明でき,点電荷に働く力等を計算できる. 導体の性質を説明でき,導体表面の電荷密度や電界などを計算できる. 誘電体と分極,及び,電束密度を説明できる.
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4週 |
クーロンの法則 |
電荷及びクーロンの法則を説明でき,点電荷に働く力等を計算できる.
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5週 |
クーロンの法則(例題解説),電場 |
電荷及びクーロンの法則を説明でき,点電荷に働く力等を計算できる.
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6週 |
連続的に分布する電荷がつくる電場,電気力線 |
電荷及びクーロンの法則を説明でき,点電荷に働く力等を計算できる. 電界,電位,電気力線,電束を説明でき,これらを用いた計算ができる.
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7週 |
後期中間試験 |
上記項目に関する課題に正しく解答できる. 試験時間:50分
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8週 |
中間試験の解説 電束,電気力線の数 |
上記項目を正しく理解する. 電気力線,電束を説明でき,これらを用いた計算ができる.
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4thQ |
9週 |
ガウスの法則1 |
ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる.
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10週 |
ガウスの法則2(例題解説) |
ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる.
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11週 |
ガウスの法則3(小テスト) |
ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる.
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12週 |
ガウスの法則4(小テスト解説) |
ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる.
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13週 |
静電平衡にある導体 |
電界,電位,電気力線,電束を説明でき,これらを用いた計算ができる. ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる. 導体の性質を説明でき,導体表面の電荷密度や電界などを計算できる.
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14週 |
ガウスの法則およびクーロンの法則の実験的検証 |
電界,電位,電気力線,電束を説明でき,これらを用いた計算ができる. ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる. 導体の性質を説明でき,導体表面の電荷密度や電界などを計算できる.
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15週 |
ガウスの法則の導出 |
電界,電位,電気力線,電束を説明でき,これらを用いた計算ができる. ガウスの法則を説明でき,電界の計算などに用いることができる.
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16週 |
期末試験 17週:試験解説と発展授業 |
試験時間:50分 上記全項目を正しく理解する.
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モデルコアカリキュラムの学習内容と到達目標
分類 | 分野 | 学習内容 | 学習内容の到達目標 | 到達レベル | 授業週 |
基礎的能力 | 数学 | 数学 | 数学 | ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。 | 3 | 後1,後2 |
専門的能力 | 分野別の専門工学 | 電気・電子系分野 | 電磁気 | 電荷及びクーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力等を計算できる。 | 3 | 後2,後3,後4,後5,後6 |
電界、電位、電気力線、電束を説明でき、これらを用いた計算ができる。 | 3 | 後6,後9,後10,後13,後14 |
ガウスの法則を説明でき、電界の計算に用いることができる。 | 3 | 後9,後10,後13,後14 |
導体の性質を説明でき、導体表面の電荷密度や電界などを計算できる。 | 2 | 後3,後11,後12,後13,後14 |
誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 2 | 後3 |
評価割合
| 中間試験 | 期末試験 | その他の試験・課題 | 合計 |
総合評価割合 | 40 | 40 | 20 | 100 |
専門的能力 | 40 | 40 | 20 | 100 |