到達目標
1.真空中の静電界、電位についての法則を理解し、法則にもつづいた計算ができる。
2.導体系の性質、静電容量、静電界のエネルギーの法則を理解し、それにもとづいた計算ができる。
3.誘電体の性質や、分極についての性質を理解し、基本的な計算ができる。
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 | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1 | 真空中の静電界、電位についての法則の
数学的な定式化を理解し、法則にもとづ
いた計算ができる。 | 真空中の静電界、電位についての法則の
数学的な定式化を理解し、法則にもとづ
いた計算が理解できる。 | 真空中の静電界、電位についての法則の
評価項目1 数学的な定式化を理解できない。 |
| 評価項目2 | 導体系における電界の性質、静電容量、
静電界のエネルギーの数学的な定式化を
理解し、それにもとづいた計算ができる。 | 導体系における電界の性質、静電容量、
静電界のエネルギーの数学的な定式化を
理解し、それにもとづいた計算が理解で
きる。 | 導体系における電界の性質、静電容量、
静電界のエネルギーの数学的な定式化を理解できない。 |
| 評価項目3 | 誘電体の性質や、分極、誘電体中のエネ
ルギーの法則についての数学的な定式化
を理解し、基本的な計算ができる。 | 誘電体の性質や、分極、誘電体中のエネ
ルギーの法則についての数学的な定式化
を理解し、基本的な計算が理解できる。 | 誘電体の性質や、分極、誘電体中のエネ
ルギーの法則についての数学的な定式化
を理解できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
「電荷の周りに電界がどのように生じるか」，「電界中に電荷が存在するとき，どのような力が働
くか」という電荷・電界の基本法則を理解する．ついで，導体系と静電容量，誘電体と分極，定常
電流までを学習する．
授業の進め方・方法:
数学・物理と関係の深い教科なので、並行して学習をすること。授業は教科書に沿って進める。授
業を中心に復習を重視して学習すること。原則として毎回、復習用の課題を出すので、次回の授業までに自分で解
くこと。
前関連科目：電気回路１（第２学年）
後関連科目：電気磁気学（第４学年）、電子回路（第４学年）
成績評価方法：
合否判定：4回の定期試験の得点のそれぞれを２５点満点の点数に換算し、その合計の得点が６０点以上あれば合格とする。
最終評価：合否判定に用いた得点が最終評価点となる。
再試験は６０点以上を合格とする。
注意点:
数学を多用するので難しい科目だと思いますが，分からないことがあれば教員に質問するなどして
解決していきましょう．
授業計画
|
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週 |
授業内容 |
週ごとの到達目標 |
| 前期 |
| 1stQ |
| 1週 |
クーロンの法則 |
クーロンの法則について理解し、与えられた電荷分布に対しクーロ
ン力の計算が出来る。
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| 2週 |
電界と電気力線（１回目） |
電界と電気力線を理解し、説明が出来る。
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| 3週 |
電界と電気力線（２回目） |
電界と電気力線を理解し、説明が出来る。
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| 4週 |
電位差と電位（１回目） |
電位差と電位を理解し、説明が出来る。点電荷の周りの電位を
計算出来る。
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| 5週 |
電位差と電位（２回目） |
電位差と電位を理解し、説明が出来る。点電荷の周りの電位を
計算出来る。
|
| 6週 |
等電位面と電位の傾き（１回目） |
等電位面と電位の傾きを理解し、電位分布が与えられたときの
電界が計算出来る。
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| 7週 |
等電位面と電位の傾き（２回目） |
等電位面と電位の傾きを理解し、電位分布が与えられたときの
電界が計算出来る。
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| 8週 |
前期中間試験 |
６０点以上をとる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
ガウスの法則（１回目） |
ガウスの法則を理解し、説明が出来る。電荷分布の対称性が高
い場合、ガウスの法則を利用して、電界を求めることが出来る。
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| 10週 |
ガウスの法則（２回目） |
ガウスの法則を理解し、説明が出来る。電荷分布の対称性が高
い場合、ガウスの法則を利用して、電界を求めることが出来る。
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| 11週 |
帯電導体の電荷分布と電界（１回目） |
帯電導体が作り出す電界の性質について理解し、説明が出来る
。
|
| 12週 |
帯電導体の電荷分布と電界（２回目） |
帯電導体が作り出す電界の性質について理解し、説明が出来る
。
|
| 13週 |
静電界の計算（１回目） |
色々な電荷分布が作る静電界を計算出来る。
|
| 14週 |
静電界の計算（２回目） |
色々な電荷分布が作る静電界を計算出来る。
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| 15週 |
静電界の計算（３回目） |
色々な電荷分布が作る静電界を計算出来る。
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| 16週 |
前期期末試験 |
６０点以上をとる。
|
| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
導体系 |
電位係数、容量係数、誘導係数を理解し、説明が出来る。
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| 2週 |
静電遮蔽 |
静電遮蔽について理解し、説明が出来る。
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| 3週 |
静電容量 |
静電容量の求め方を理解し、説明が出来る。平行平板コンデン
サの静電容量が計算出来る。
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| 4週 |
コンデンサの接続（１回目） |
並列及び直列接続されたコンデンサの合成静電容量の計算が出
来る。
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| 5週 |
コンデンサの接続（２回目） |
並列及び直列接続されたコンデンサの合成静電容量の計算が出
来る。
|
| 6週 |
静電界におけるエネルギーと力（１回目） |
静電界におけるエネルギーと力の関係について説明が出来る。
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| 7週 |
静電界におけるエネルギーと力（２回目） |
静電界におけるエネルギーと力の関係について説明が出来る。
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| 8週 |
後期中間試験 |
６０点以上をとる。
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| 4thQ |
| 9週 |
誘電体と比誘電率 |
誘電体と比誘電率について説明が出来る。
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| 10週 |
誘電体の分極 |
誘電体の分極について理解し、説明が出来る。
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| 11週 |
誘電体中のガウスの法則 |
電荷分布の対称性が高い場合に、ガウスの法則を用いて、誘電
体中の電界を求めることが出来る。
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| 12週 |
誘電体境界面での境界条件 |
誘電体境界面での境界条件を説明出来る。
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| 13週 |
誘電体中に蓄えられるエネルギーと力 |
誘電体中に蓄えられるエネルギーと力を計算出来る。ファラデ
ー管、電界のエネルギーについて説明が出来、境界面に働く力を求める
ことが出来る。
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| 14週 |
電流 |
電流密度について理解し、説明が出来る。
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| 15週 |
オームの法則と抵抗 |
オームの法則について理解し、応用が出来る。
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| 16週 |
後期期末試験 |
６０点以上をとる。
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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 |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 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。 | 4 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 4 | |
| 静電容量を説明でき、平行平板コンデンサ等の静電容量を計算できる。 | 4 | |
| コンデンサの直列接続、並列接続を説明し、その合成静電容量を計算できる。 | 4 | |
| 静電エネルギーを説明できる。 | 4 | |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 100 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |