1. 一様電場に対する電位、および点電荷に対する電場と電位を計算できる。
2. 電気力線や磁力線を描くことができる。
3. 抵抗の合成抵抗、およびコンデンサーの合成容量を求めることができる。
4. 直線電流・円形電流・ソレノイドが作る磁場を求めることができる。
概要:
電磁気学は、今後、電気化学や量子化学を学ぶために必要とする重要な知識である。しかしそれを学ぶためには数学の知識を必要とする。例えば電場や磁場の計算にはベクトル、電磁気の法則では微分や積分、さらにそのための初頭関数に関する知識などである。従って、本科目では先ずベクトル、指数関数、対数関数に関する復習、次に微分・積分の復習を行う。その後、それらを用いて電場と電位、電流と磁場、電磁誘導などの学習へと進んでいく。
授業の進め方・方法:
前期の数学の復習に関する授業では、まず最初に各回の復習内容を説明した後、演習を行っていく。その後、電磁気学を次の順で学ぶ。なお、頻繁に小テストを行う。
先ずクーロンの法則をもとに電場と電位、応用としてコンデンサーについて学ぶ。次にオームの法則、キルヒホッフの法則をもとに電流と回路について学ぶ。その後、電流と磁場の関係について学び、ファラデーの電磁誘導の法則をもとに電磁誘導やインダクタンスについて学習を進めていく。
【授業時間：６０時間】
注意点:
本科目で指定した教科書に加え、今まで用いてきた数学や物理の検定教科書も良く読んで、学習していくこと。また、小テストも頻繁に行うので、授業の後には必ず予習・復習を行うこと。
| 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 | 数学 | 数学 | 数学 | 累乗根の意味を理解し、指数法則を拡張し、計算に利用することができる。 | 3 | |
| 指数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | |
| 指数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | |
| 対数の意味を理解し、対数を利用した計算ができる。 | 3 | |
| 対数関数の性質を理解し、グラフをかくことができる。 | 3 | |
| 対数関数を含む簡単な方程式を解くことができる。 | 3 | |
| ベクトルの定義を理解し、ベクトルの基本的な計算(和・差・定数倍)ができ、大きさを求めることができる。 | 3 | |
| 平面および空間ベクトルの成分表示ができ、成分表示を利用して簡単な計算ができる。 | 3 | |
| 平面および空間ベクトルの内積を求めることができる。 | 3 | |
| 簡単な場合について、関数の極限を求めることができる。 | 3 | |
| 微分係数の意味や、導関数の定義を理解し、導関数を求めることができる。 | 3 | |
| 積・商の導関数の公式を用いて、導関数を求めることがができる。 | 3 | |
| 合成関数の導関数を求めることができる。 | 3 | |
| 極値を利用して、関数の最大値・最小値を求めることができる。 | 3 | |
| 2次の導関数を利用して、グラフの凹凸を調べることができる。 | 3 | |
| 自然科学 | 物理 | 電気 | 導体と不導体の違いについて、自由電子と関連させて説明できる。 | 3 | 後4 |
| 電場・電位について説明できる。 | 3 | 後3 |
| クーロンの法則が説明できる。 | 3 | 後1 |
| 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 | 後1 |
| 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 | 後7 |
| 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 | 後7 |
| ジュール熱や電力を求めることができる。 | 3 | 後7 |