概要:
静電界における電荷,電界,電位等が説明でき,それ電流による磁界を説明でき,各種法則を用いて磁界の計算ができる.
3.導体,誘電体,磁性体の説明が出来る.
授業の進め方・方法:
・授業内容は有機的につながっているので,出来るだけ欠席しないこと.もし,欠席した場合は,次の授業までに欠席した日の授業内容をフォローしてくること.質問等は随時受け付ける.
・授業中,復習,試験勉強のいずれの場合でも,目で追って理解しようとはせずに,必ず鉛筆を持って手を使って理解するように心がけること.
注意点:
・1~3年の基礎数学,微分積分,代数・幾何を,必要に応じて復習する必要がある.
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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,電気の力と電界1(電荷,導体と絶縁体,クーロンの法則) |
導体と絶縁体の違いを説明でき,クーロン力を計算できる.
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2週 |
電気の力と電界2(場の考え方,電界(電場),電気力線,分極した分子の作る電場) |
クーロンの法則で電界を計算できる.
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3週 |
電気の力と電界3(一様な電場中の荷電粒子の運動,ガウスの法則) |
クーロン力による電荷の運動を調べることができる.
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4週 |
電気の力と電界4(ガウスの法則の応用,導体の静電界) |
ガウスの法則で電界を計算できる.
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5週 |
電気の力と電界5(静電誘導と静電遮蔽,放電と絶縁破壊) |
ガウスの法則を用いて静電誘導と静電遮蔽の現象を調べることができる.
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6週 |
電気的エネルギーと電気容量1(電界によるポテンシャルエネルギーと電位差) |
一様な電界の電位差を計算できる.
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7週 |
電気的エネルギーと電気容量2(点電荷による電位ポテンシャル) |
点電荷による電位を計算できる.
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8週 |
前期中間試験 |
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2ndQ |
9週 |
電気的エネルギーと電気容量3(コンデンサーと電気容量,コンデンサーの接続 |
コンデンサーと電気容量を計算できる.
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10週 |
電気的エネルギーと電気容量4(コンデンサーに蓄えられたエネルギー) |
コンデンサーに蓄えられたエネルギーを計算できる.
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11週 |
電気的エネルギーと電気容量5(誘電体とコンデンサー) |
誘電体を挿入したコンデンサーと電気容量を計算できる.
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12週 |
電流と抵抗1(電流,電源,電気抵抗とオームの法則,抵抗率,抵抗の温度依存性) |
回路の電流,電圧,抵抗を計算できる.
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13週 |
電流と抵抗2(回路のエネルギーと電力,キルヒホッフの法則, RC 回路と時定数) |
回路の電流,電圧,抵抗を計算できる.
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14週 |
磁気1(磁界(磁場),ローレンツ力,磁界の中の荷電粒子) |
磁界の中の荷電粒子の運動を調べることができる.
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15週 |
磁気2(電流に働く力,電流によるトルク,荷電粒子の作る磁界とビオ・サバールの法則) |
電流に働く力と電流によるトルクを計算できる.
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16週 |
前期定期試験 |
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後期 |
3rdQ |
1週 |
磁気3(直線電流のつくる磁界,円形電流の作る磁界と磁気双極子,磁界と力の方向) |
ビオ・サバールの法則で磁束密度を計算できる.
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2週 |
磁気4(2つの直線電流に働く力,アンペールの法則,ソレノイドの作る磁界) |
アンペールの法則で磁束密度を計算できる.
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3週 |
磁気5(磁化と透磁率,磁気双極子の集まりとしての磁石) |
磁性体内部の磁束密度を計算できる.
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4週 |
誘導起電力1(磁束と誘導起電力,ファラデーの電磁誘導の法則) |
磁束と誘導起電力を計算できる.
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5週 |
誘導起電力2(磁場中を移動することによる起電力,モーターと逆起電力,自己誘導) |
ローレンツ力による起電力を計算できる.
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6週 |
誘導起電力3(うず電流と表皮効果,コイルのインダクタンス,変圧器) |
自己インダクタンスと相互インダクタンスを計算できる.
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7週 |
誘導起電力4(コイルに蓄えられたエネルギーと磁場(磁界)のエネルギー) |
コイルに蓄えられたエネルギーと磁界のエネルギーを計算できる.
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8週 |
後期中間試験 |
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4thQ |
9週 |
誘導起電力5(等速運動する観測者からみた電界と磁界) |
観測者による電界と磁界の違いを調べることができる.
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10週 |
交流回路1(交流回路での抵抗,コンデンサー,コイル,LCR 直列回路) |
電圧,電流,インピーダンスを求めることができる.
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11週 |
交流回路2(交流回路での電力,LCR 回路での共振) |
交流回路での電力と共振の特性を求めることができる.
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12週 |
電磁波1(変位電流,マックスウェル方程式,電磁波) |
電磁波の基本性質を説明できる.
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13週 |
電磁波2(電磁場によるエネルギー,電磁波によるエネルギー輸送) |
電磁波による放射強度を調べることができる.
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14週 |
電磁波3(電磁波の波長,ケーブル中の伝番速度) |
ケーブル中の特性を調べることができる.
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15週 |
電磁波4(電磁波の放射と受信の指向性,平面波の放射,金属による光の反射) |
電磁波の放射や反射の特性を調べることができる.
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16週 |
後期定期試験 |
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