到達目標
科目の到達目標は、以下の４項目である。
①電荷、クーロンの法則を説明でき、点電荷に働く力を計算できる
②ガウスの法則、導体の性質を説明でき、電界の計算を行うことができる
③ビオ・サバールの法則、アンペアの周回積分の法則を用いて磁界の解析ができる
③ファラデーの(電磁誘導の)法則を用いて磁界中を運動する導体に生じる起電力が計算できる
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 | クーロンの法則を用いて３つ以上の点電荷が平面的に配置された場合の力を計算できる | クーロンの法則を用いて２つの点電荷に働く力を計算できる | 電荷、クーロンの法則を説明できる | 電荷、クーロンの法則を説明できない |
| 評価項目2 | ガウスの法則を用いて誘電体中の電界、電位を求め、誘電体中に蓄えられるエネルギーを計算できる | ガウスの法則を用いて誘電体を含む系の電界や電位が計算できる | ガウスの法則を説明できる | ガウスの法則を説明できない |
| 評価項目3 | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則適宜使い分け、種々の問題に対して磁界解析を行うことができる | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則を用いて磁界解析ができる | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則を説明できる | ビオ・サバールの法則とアンペアの周回積分の法則を説明できない |
| 価項目4 | 電気エネルギーおよび機械エネルギーを計算し、電気・機械エネルギー変換について説明できる | ファラデーの法則を用いて磁界中を運動する導体に生じる起電力を計算でき、さらに交流の発生原理を説明できる | ファラデーの電磁誘導の法則を説明できる | ファラデーの電磁誘導の法則を説明できない |
学科の到達目標項目との関係
JABEE (C)
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教育目標 （Ａ）①
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教育方法等
概要:
第１学期
工学に関わる物理現象の中で、電気磁気学の基礎となる静電界と静磁界を学習します。電界の問題では電荷の存在と電荷が作る電界、電気的な仕事（エネルギー）、そして電気エネルギーの蓄積、また磁界の問題では電流が作る磁界、磁界中を運動する導体に生じる起電力を物理法則により学習します。
授業の進め方・方法:
シラバスの授業計画を目安に、教科書の内容を説明していきます。また、理解を深めるために演習問題を解いてもらいます。
注意点:
予習、復習をすること。物理法則を示す式の導出過程、また式の持つ意味を理解することが大切です。演習問題では、自分の力で解くよう努力してください。
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 |
電荷と電界① |
電荷、静電誘導について説明できる
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| 2週 |
電荷と電界② |
クーロンの法則について説明でき、２つの点電荷に関する問題を解くことができる
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| 3週 |
電位① |
電界中で電荷を移動することに要する仕事について説明でき、計算できる
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| 4週 |
電位② |
電位について説明でき、点電荷を配置した場合の電位を計算できる
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| 5週 |
電位③ |
電気力線と等電位面について説明できる
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| 6週 |
静電容量① |
導体の電荷分布と電界、導体表面に働く力について説明できる
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| 7週 |
静電容量② |
キャパシタの接続による合成静電容量を計算できる
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| 8週 |
まとめと演習 |
これまでの学習内容の理解を深める
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| 2ndQ |
| 9週 |
磁界① |
磁気現象、磁力線、磁束、磁界の強さ、磁束密度を理解する
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| 10週 |
磁界② |
アンペアの右ねじの法則を説明できる
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| 11週 |
磁界③ |
ビオ・サバールの法則を説明できる
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| 12週 |
磁界④ |
アンペアの周回積分の法則を説明できる
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| 13週 |
磁界⑤ |
磁界中の電流（運動電荷）の受ける力を理解し、電流間に働く電磁力を計算して説明できる
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| 14週 |
電磁誘導 |
ファラデーの法則を理解し、交流発生のしくみを説明できる
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| 15週 |
定期試験 |
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| 16週 |
試験返却 |
試験問題の解説を通じて理解度を深める
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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 |
評価割合
| 試験 | 発表 | 相互評価 | 態度 | ポートフォリオ | 演習 | 合計 |
| 総合評価割合 | 60 | 0 | 0 | 0 | 0 | 40 | 100 |
| 知識の基本的な理解 | 40 | 0 | 0 | 0 | 0 | 30 | 70 |
| 思考・推論・創造への適用力 | 20 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 30 |
| 汎用的技能 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 態度・志向性(人間力) | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 総合的な学習経験と創造的思考力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |