到達目標
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電界、電位、電気力線、電束について説明でき、これらを用いた計算ができる。
③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。
④静電容量と静電エネルギーを説明でき、合成静電容量を計算できる。
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(良) | 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 | ３つ以上の点電荷が平面的に配置された場合の電界、電位を計算し、その電気力線と電束を説明できる。 | ２つの点電荷が配置された場合の電界、電位を計算し、その電気力線と電束を説明できる。 | 電界、電位、電気力線、電束について説明できる。 | 電界、電位、電気力線、電束について説明できない。 |
| 評価項目3 | ガウスの法則を用いて帯電した円筒や平板の電界、電位を求め、それと距離の関係を説明できる。 | ガウスの法則を用いて帯電した球の電界と電位を求め、それと距離の関係を説明できる。 | ガウスの法則と導体の性質を説明できる。 | ガウスの法則と導体の性質を説明できない。 |
| 評価項目4 | 多様な静電容量を計算し、更に静電容量を接続した場合の合成静電容量を計算できる。 | 同心球間、同心円筒間、平行平板間の静電容量を計算できる。 | 静電容量と静電エネルギーを説明できる。 | 静電容量と静電エネルギーを説明できない。 |
学科の到達目標項目との関係
教育方法等
概要:
いよいよ２年生から本格的な専門工学が導入されます。この電気磁気学は、将来的な専門工学の基礎となる非常に重要な科目であり、ⅠとⅡから構成されます。Ⅰでは主に静電界を取り扱います。電荷の存在、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、全てが重要ですが、目には直接見えないので理解に苦しむことが少なくはないと思います。しっかりと解いて、その答えの意味を考えるようにしましょう。
授業の進め方・方法:
最終結果のみを丸暗記するのではなく、式の導出過程、また式が意味している事を理解することが大切です。学習成果をレポートで確認しますが、必ず自分の力で解決するように努めてください。
注意点:
予習および復習をすることを心掛けてください。学習成果の評価には本試験の得点を加味します。授業の履修を通して知識の取得だけでなく、自己管理力や責任感の向上にも努めてください。
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 |
電荷と電界③ |
クーロンの法則を用いて、３つ以上の点電荷に関する問題を解くことができる。
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| 4週 |
電荷と電界④ |
電界の強さについて説明でき、１つの点電荷による電界を計算できる。
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| 5週 |
電荷と電界⑤ |
２つの点電荷の配置における電界を計算して説明できる。
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| 6週 |
電荷と電界⑥ |
３つ以上の点電荷の配置における電界を計算して説明できる。
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| 7週 |
電荷と電界⑦ |
電気力線の密度と電界の強さの関係について説明できる。
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| 8週 |
定期試験、試験返却 |
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| 2ndQ |
| 9週 |
電荷と電界⑧ |
電束と電束密度、ガウスの法則について説明でる。
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| 10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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| 11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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| 12週 |
電位③ |
電位差について説明でき、計算できる。
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| 13週 |
電位④ |
電位の傾きについて説明でき、計算できる。
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| 14週 |
電位⑤ |
電気力線と等電位面について説明できる。
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| 15週 |
まとめ |
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| 16週 |
定期試験、試験返却 |
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| 後期 |
| 3rdQ |
| 1週 |
種々の帯電体による電界① |
一様に帯電した球の電界、電位を計算して、説明できる。
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| 2週 |
種々の帯電体による電界② |
表面に一様に帯電した球の電界、電位を計算して、説明できる。
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| 3週 |
種々の帯電体による電界③ |
一様に帯電した無限長円筒の電界、電位を計算して、説明できる。
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| 4週 |
種々の帯電体による電界④ |
一様に帯電した１枚の無限平面の電界、電位を計算して、説明できる。
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| 5週 |
種々の帯電体による電界⑤ |
一様に帯電した２枚の無限平面の電界、電位を計算して、説明できる。
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| 6週 |
種々の帯電体による電界⑥ |
電気双極子について説明できる。
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| 7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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| 8週 |
定期試験、試験返却 |
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| 4thQ |
| 9週 |
静電容量② |
１個の導体球の静電容量を計算して、説明できる。
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| 10週 |
静電容量③ |
同心球間の静電容量を計算して、説明できる。
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| 11週 |
静電容量④ |
同心円筒間の静電容量、平行平板間の静電容量を計算して、説明できる。
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| 12週 |
静電容量⑤ |
電気影像法を説明できる。
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| 13週 |
静電容量⑥ |
コンデンサの接続による合成静電容量を計算できる。
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| 14週 |
静電容量⑦ |
静電容量に蓄えられるエネルギーを説明できる。
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| 15週 |
まとめ |
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| 16週 |
定期試験、試験返却 |
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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 | レポート | 合計 |
| 総合評価割合 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 20 | 100 |
| 知識の基本的な理解 | 50 | 0 | 0 | 0 | 0 | 10 | 60 |
| 思考・推論・創造への 適用力 | 30 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 35 |
| 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 | 5 | 5 |
| 総合的な学習経験と 創造的思考力 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |