概要:
力学と並び古典物理学を構成する電磁気学について,基本的な法則を理解し,これを用いて種々の基本的な問題を解析的に解ける力を養う。また電気回路の測定法について基礎的な知識を持つ。
授業の進め方・方法:
授業計画を参照
注意点:
定期試験の成績を70%,平素の学習状況等(課題・小テスト・レポート等を含む)を30%の割合で総合的に評価する。前学期末の評価は,前学期中間と前学期末の各期間の評価の平均とする。
専門科目を学ぶための基礎として,基本的な電磁気量に関する概念を習得し,かつ基礎的な計算問題が解けるかどうかで判定する。
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
前期 |
1stQ |
1週 |
電荷と静電気力[1]:クーロンの法則,静電誘導を学ぶ。 |
クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。
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2週 |
電界[2-4]:電界の定義と計算法を学び,ガウスの法則を直感的に理解する。 |
電界の定義を理解して,点電荷のつくる電界を計算できる。
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3週 |
電界[2-4]:電界の定義と計算法を学び,ガウスの法則を直感的に理解する。 |
電気力線について説明できて,電界の様子をイメージすることができる。電界中で荷電粒子が受ける力を計算できる。
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4週 |
電界[2-4]:電界の定義と計算法を学び,ガウスの法則を直感的に理解する。 |
複数の点電荷がつくる電場を計算することができ,その様子をイメージできる。
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5週 |
電位[5-7]:電位の定義と計算法,一様な電界中の電界と電位の関係を学ぶ。 |
電位の定義を理解して,点電荷や平板上に一様に分布した電荷のつくる電位を説明することができる。
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6週 |
電位[5-7]:電位の定義と計算法,一様な電界中の電界と電位の関係を学ぶ。 |
一様な電界中の電界(力)と電位(エネルギー)の関係について説明することができる。
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7週 |
電位[5-7]:電位の定義と計算法,一様な電界中の電界と電位の関係を学ぶ。 |
複数の点電荷がつくる電位を計算することができ,その様子をイメージできる。
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8週 |
コンデンサー[8-9]:平行板コンデンサーの電気容量を計算により導く。コンデンサー回路の計算法を学ぶ。 |
平行平板コンデンサーの電気容量を計算できる。コンデンサー回路の計算法を学ぶ。
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2ndQ |
9週 |
コンデンサー[8-9]:平行板コンデンサーの電気容量を計算により導く。コンデンサー回路の計算法を学ぶ。 |
平行平板コンデンサーの電気容量を計算できる。コンデンサー回路の計算法を学ぶ。
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10週 |
電流と電気抵抗[10-12]:オームの法則を古典的な電流モデルを用いて導く。 |
導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。
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11週 |
電流と電気抵抗[10-12]:オームの法則を古典的な電流モデルを用いて導く。 |
オームの法則を説明し、直流回路の電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。
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12週 |
電流と電気抵抗[10-12]:オームの法則を古典的な電流モデルを用いて導く。 |
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。
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13週 |
直流回路[13-15]:直流電源と抵抗からなる回路を,キルヒホッフの法則で解析する。 |
キルヒホッフの法則を説明し、直流回路の電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。
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14週 |
直流回路[13-15]:直流電源と抵抗からなる回路を,キルヒホッフの法則で解析する。 |
キルヒホッフの法則を説明し、直流回路の電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。
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15週 |
直流回路[13-15]:直流電源と抵抗からなる回路を,キルヒホッフの法則で解析する。 |
キルヒホッフの法則を説明し、直流回路の電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。
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16週 |
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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 | 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | 前11 |
クーロンの法則を説明し、点電荷の間にはたらく静電気力を求めることができる。 | 3 | 前1 |
オームの法則から、電圧、電流、抵抗に関する計算ができる。 | 3 | 前10,前11,前12 |
抵抗を直列接続、及び並列接続したときの合成抵抗の値を求めることができる。 | 3 | 前12 |
ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 前12 |