到達目標
この授業では「電気」および「磁気」の学習を通して，それらの中に見出される普遍的な自然法則を，物理量間の数学的関係を求めることで解き明かすことを目的としている．法則を知ることで，未知なる現象に対する予測することができるようになることを目標とする．特に，(1)電場と電位の関係を理解する，(2)直流回路を流れる電流の大きさを求めることができる，(3)静磁場における現象やその基本法則を説明することができる，(4)電磁誘導や交流回路，電磁波を説明することができることを目標にする．
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 | 電場と電位の関係を理解し，電場や電位を求めることができる． | 諸公式を用いて，電場や電位を求めることができる． | 電場や電位を求めることができない． |
| 評価項目2 | 電場と電位の関係を理解し，コンデンサーの電気容量や直流回路を流れる電流を求めることができる． | 諸公式を用いて，コンデンサーの電気容量や直流回路を流れる電流を求めることができる． | コンデンサーの電気容量や直流回路を流れる電流を求めることができない． |
| 評価項目3 | 電流と磁場の関係を理解し，電流が磁場から受ける力を求めることができる． | 諸公式を用いて，電流が磁場から受ける力を求めることができる． | 電流が磁場から受ける力を求めることができない． |
| 評価項目4 | 電磁誘導を理解し，誘導起電力を計算することができる． | 諸公式を用いて，誘導起電力を計算することができる． | 誘導起電力を計算することができない |
学科の到達目標項目との関係
準学士課程 2(1) 基礎知識と論理的思考能力
JABEE B-1 基礎知識と論理的思考能力
教育方法等
概要:
前半は電気現象について，電場，電位，コンデンサー，直流回路を中心に学ぶ．後半は磁気現象として磁場や電磁誘導を学んだ後，さらにインダクタンスや交流について学ぶ．
授業の進め方・方法:
授業は基本的に講義形式で進め，適宜関連する例題の解説に加えて問題演習を行う．
注意点:
物理現象を言葉によって正確に説明できるよう，常に心がけること．また分からないことがあれば質問すること．
授業の属性・履修上の区分
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 |
ガイダンス，電荷と電荷保存則 |
電荷の種類に加えて，電荷の保存について説明することができる．
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| 2週 |
電荷と電場 |
クーロンの法則を用いて電荷間に働く力を求めることができる．点電荷のまわりの電場を求めることができる．
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| 3週 |
電場と電位 |
電場と電位の関係を説明することができる．一様な電場および点電荷のまわりで静電気力がする仕事を求めることができる．
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| 4週 |
導体と誘電体，コンデンサー1 |
導体と誘電体を説明することができる．平行版コンデンサーの電気容量を求めることができる．
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| 5週 |
コンデンサー2 |
平行板コンデンサーの静電エネルギーおよび並列・直列接続時の合成容量を求めることができる．
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| 6週 |
直流回路1 |
直列・並列接続における合成抵抗を計算できる．キルヒホッフの法則を用いて回路を流れる電流を計算できる．
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| 7週 |
直流回路2 |
ホイートストーンブリッジ回路の原理を説明できる．コンデンサーを含む直流回路を流れる電流を求めることができる．
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| 8週 |
中間試験 |
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| 4thQ |
| 9週 |
電流と磁場 |
直線電流や円形電流がつくる磁場を説明することができる．
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| 10週 |
磁場中での荷電粒子の運動 |
ローレンツ力の下での荷電粒子の運動を説明することができる．比電荷を求めることができる．
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| 11週 |
電磁誘導 |
電磁誘導の法則を説明することができる．磁束や誘導起電力を求めることができる．
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| 12週 |
電磁誘導2 |
電磁誘導の法則を説明することができる．磁束や誘導起電力を求めることができる．
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| 13週 |
インダクタンス |
自己インダクタンス，相互インダクタンス，コイルに蓄えられるエネルギーを説明するこができる．
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| 14週 |
交流 |
変圧について説明することができる．
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| 15週 |
後期定期試験 |
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| 16週 |
後期定期試験の返却及び解説 |
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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 | 自然科学 | 物理 | 力学 | 速度と加速度の概念を説明できる。 | 3 | |
| 平面内を移動する質点の運動を位置ベクトルの変化として扱うことができる。 | 3 | |
| 物体の変位、速度、加速度を微分・積分を用いて相互に計算することができる。 | 3 | |
| 電気 | クーロンの法則が説明できる。 | 3 | |
| クーロンの法則から、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 | |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | |
評価割合
| 試験 | 取組状況 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | その他 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 専門的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |