Course Objectives
1. 一様電場に対する電位、および点電荷に対する電場と電位を計算できる。
2. 電気力線や磁力線を描くことができる。
3. 抵抗の合成抵抗、およびコンデンサーの合成容量を求めることができる。
4. 直線電流・円形電流・ソレノイドが作る磁場を求めることができる。
Rubric
| 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 |
| 到達目標１ | 複数の点電荷がある場合の電場や電位を求めることができる。 | １つの点電荷に対する電場と電位を計算できる。 | 一様電場に対する電位を求めることができる。 |
| 到達目標２ | 複数の帯電体や磁性体に対する電気力線や磁力線を描くことができる。 | ２つの点電荷または磁極に対する電気力線や磁力線を描くことができる。 | １つの点電荷または磁極に対する電気力線や磁力線を描くことができる。 |
| 到達目標３ | ４つ以上の抵抗やコンデンサーを含む回路の合成抵抗や合成容量を求めることができる。 | ３つの抵抗またはコンデンサーを含む回路の合成抵抗や合成容量を求めることができる。 | 直列および並列に接続した抵抗の合成抵抗、コンデンサーの合成容量を求めることができる。 |
| 到達目標４ | 様々な電流が作る磁場を図に描きながら求めることができる。 | 公式を用いて直線電流・円形電流・ソレノイドが作る磁場の値を求めることができる。 | 直線電流・円形電流・ソレノイドが作る磁場の様子を図に描くことができる。 |
Assigned Department Objectives
Teaching Method
Outline:
電磁気学は、今後、電気化学や量子化学を学ぶために必要とする重要な知識である。しかしそれを学ぶためには数学の知識を必要とする。例えば電場や磁場の計算にはベクトル、電磁気の法則では微分や積分、さらにそれらを計算するための初頭関数に関する知識である。従って、本科目では先ずベクトル、指数関数、対数関数に関する復習、次に微分・積分の復習を行う。その後、それらを用いて電場と電位、電流と磁場、電磁誘導などの学習へと進んでいく。
Style:
前期の数学の復習に関する授業では、まず最初に各回の復習内容を説明した後、演習を行っていく。その後、電磁気学を次の順で学んでいく。
先ずクーロンの法則をもとに電場と電位、応用としてコンデンサーについて学ぶ。次にオームの法則、キルヒホッフの法則をもとに電流と回路について学ぶ。その後、電流と磁場の関係について学び、ファラデーの電磁誘導の法則をもとに電磁誘導やインダクタンスについて学習を進めていく。なお、頻繁に小テストを行う。
【授業時間：６０時間】
Notice:
本科目で指定した教科書に加え、今まで用いてきた数学や物理の検定教科書も良く読んで学習していくこと。また小テストも頻繁に行うので、必ず予習・復習を行うこと。
Characteristics of Class / Division in Learning
Course Plan
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Theme |
Goals |
| 1st Semester |
| 1st Quarter |
| 1st |
ベクトルの計算１ |
ベクトルの定数倍・和・差の計算ができる。
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| 2nd |
ベクトルの計算２ |
ベクトルの内積と外積の計算ができる。
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| 3rd |
指数関数の計算 |
指数法則に関する計算ができる。
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| 4th |
対数関数の計算 |
対数関数に関する計算ができる。
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| 5th |
整式の微分 |
整式について微分の計算ができる。
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| 6th |
整式の最大・最小 |
整式の最大・最小の値を求めることができる。
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| 7th |
積の微分・商の微分 |
積の微分と商の微分の計算ができる。
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| 8th |
【前期中間試験】 |
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| 2nd Quarter |
| 9th |
合成関数の微分 |
合成関数の微分ができる。
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| 10th |
指数関数・対数関数の微分 |
指数関数・対数関数の微分ができる。
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| 11th |
整式の積分 |
整式について積分の計算ができる。
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| 12th |
置換積分 |
置換積分ができる。
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| 13th |
部分積分 |
部分積分ができる。
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| 14th |
クーロンの法則 |
クーロンの法則に関する計算ができる。
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| 15th |
電場 |
電場の値を求めることができる。
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| 16th |
【前期期末試験返却】 |
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| 2nd Semester |
| 3rd Quarter |
| 1st |
電気力線とガウスの法則 |
電気力線を描くことができ、ガウスの法則を用いた計算ができる。
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| 2nd |
電位と電位差 |
一様電場における電位と電位差の計算ができる。
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| 3rd |
点電荷の電位 |
複数の点電荷に対する電位の計算ができる。
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| 4th |
電場中の物体とコンデンサー１ |
静電誘導と誘電分極の違いが理解できる。
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| 5th |
コンデンサー２ |
コンデンサーの容量、エネルギー、合成容量が計算できる。
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| 6th |
オームの法則 |
抵抗値やジュール熱を計算できる。
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| 7th |
電気回路 |
ジュール熱・電力・電力量を求めることができる。
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| 8th |
【後期中間試験】 |
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| 4th Quarter |
| 9th |
抵抗の接続 |
合成抵抗を求めることができる。
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| 10th |
キルヒホッフの法則 |
キルヒホッフの法則を用いた計算ができる。
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| 11th |
磁場と電流 |
直線電流・円形電流・ソレノイドが作る磁場を求めることができる。
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| 12th |
電流が磁場から受ける力 |
電流が磁場から受ける力を求めることができる。
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| 13th |
ローレンツ力 |
ローレンツ力の値を求めることができる。
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| 14th |
電磁誘導 |
ファラデーの電磁誘導の法則を用いて起電力の計算ができる。
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| 15th |
インダクタンス |
自己誘導と相互誘導に関する計算ができる。
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| 16th |
【後期期末試験返却】 |
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Evaluation Method and Weight (%)
| 定期試験 | 小テスト | ポートフォリオ | 発表・取り組み姿勢 | その他 | Total |
| Subtotal | 60 | 10 | 30 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 40 | 5 | 15 | 0 | 0 | 60 |
| 専門的能力 | 20 | 5 | 15 | 0 | 0 | 40 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |