到達目標
[目的］
電磁気学は電気電子工学分野の基礎をなす基幹科目であり、これから幅広く専門を学んでいくうえで必要となる基礎学力を身に付け定着させるために演習科目がある。
［到達目標］
１．クーロンの法則を理解し説明することができ、点電荷に働く力を計算して求めることができる。
２．電場や電気力線、電位といった概念を理解し、重ね合わせの法則を用いて複数の点電荷による電場や電位の様子を計算して求めることができる。
３．ガウスの法則を理解し説明することができ、電荷を帯びた物体により生じる電場や電位を計算して求めることができる。
４．静電容量について説明することができ、基本的な場合の静電容量を計算して求めることができる。
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 | 最低限の到達レベルの目安(可) | 未到達レベルの目安 |
| 評価項目1
クーロンの法則を理解し説明でき、計算に活用できる。 | クーロンの法則を説明でき、自在に活用できる。 | クーロンの法則について基本的な計算ができる。 | クーロンの法則について初歩的な場合の計算ができる。 | クーロンの法則についての初歩的な計算ができない。 |
| 評価項目2
電場、電気力線、電位の概念を理解し、説明でき、それらを計算により求めることができる。 | 電場、電気力線、電位の説明ができ、応用問題が計算できる | 電場、電気力線、電位についての基本的な計算ができる。 | 電場、電気力線、電位についての初歩的な計算ができる。 | 電場、電気力線、電位についての初歩的な計算ができない。 |
| 評価項目3
ガウスの法則を理解し説明でき、電場の計算に活用できる。 | ガウスの法則を説明でき、自在に活用できる。 | ガウスの法則を用いた基本的な計算ができる。 | ガウスの法則を用いた初歩的な計算ができる。 | ガウスの法則を用いた初歩的な計算ができない。 |
| 評価項目4
静電容量を理解し、計算で求めることができる。 | 基本的な形状の場合の静電容量を説明でき、応用問題が計算できる。 | 静電容量についての基本的な計算ができる。 | 静電容量についての初歩的な計算ができる。 | 静電容量についての初歩的な計算ができない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
私たちの身の回りにある静電気現象は電荷に注目することから話が始まる。まずは、電荷間に働く力として「クーロンの法則」を学び、更に「ガウスの法則」といわれる重要な法則を学習する。その過程で電場や電気力線、電位という抽象的な概念を学習する。それらの基本的な計算ができるように演習問題を自ら解く必要がある。
授業の進め方・方法:
授業時間の前半で演習問題を自分でノートに解くこと。分からない部分は教科書や授業ノートを見ても良い。授業時間の後半は指名された学生が黒板に解答を書き、採点とともに解説する。また，定期的にノート提出で学習の様子をチェックする。
注意点:
演習科目専用のノートを用意すること。自学自習を基本とするためノート提出により、学習の様子をチェックする。また、定期的に小テストを行う。
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 |
ガイダンス |
授業の進め方が理解できる
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| 2週 |
静電気力とクーロンの法則 |
クーロンの法則について基本的な計算ができる。
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| 3週 |
静電気力とクーロンの法則 |
クーロンの法則を活用した基本的な計算ができる。
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| 4週 |
クーロンの法則と電場(電界) |
電場(電界)についての基本的な計算ができる。
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| 5週 |
クーロンの法則と電場(電界) |
クーロンの法則を活用した電場(電界)の基本的な計算ができる。
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| 6週 |
電界、電気力線とガウスの法則 |
電界と電気力線についての基本的な問題が計算でき、ガウスの法則を適用した基本的な問題が計算できる。
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| 7週 |
ガウスの法則 |
ガウスの法則を活用した計算問題を解くことができる。
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| 8週 |
小テスト |
クーロンの法則、電界と電気力線、ガウスの法則についての基本的な問題が計算できる。
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| 2ndQ |
| 9週 |
電位 |
電位についての基本的な計算ができる。
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| 10週 |
電位 |
ガウスの法則を適用して電界を求め、電位を求めることができる。
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| 11週 |
静電容量 |
静電容量について基本的な計算ができる。
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| 12週 |
静電容量 |
電界、電位、静電容量を求める問題を解くことができる。
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| 13週 |
総合問題演習 |
クーロンの法則やガウスの法則を使い，電界、電位、静電容量を計算することができる。
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| 14週 |
小テスト |
クーロンの法則やガウスの法則を使い，電界、電位、静電容量を計算することができる。
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| 15週 |
振返り |
達成度を自分で把握できる。
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| 16週 |
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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。 | 3 | |
| 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 | |
| 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 | |
| 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。 | 3 | |
| 誘電体と分極及び電束密度を説明できる。 | 3 | |
| 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。 | 3 | |
評価割合
| 小テスト | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | ノート提出 | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 基礎的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 専門的能力 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 分野横断的能力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |