| 授業の概要・ねらい |
電気や磁気に関する基礎的な概念と基本法則を理解し、それを適用する能力を習得することを目指す。本講義では、電気や磁気に関する内容を初学者のレベルから解説し、必要に応じて数学的な内容の説明もする。 |
| 到達目標 |
①電荷に働く電気的な力に関する知識を習得する。
②電位と電位差, 電気的な位置エネルギーに関する知識を習得する。
③電流, 電気抵抗, オームの法則などの直流回路に関する知識を習得する。
④磁気に関する知識を習得する。
⑤電気と磁気に関係する現象について理解する。 |
| 教科書と準備するもの |
岡崎誠著、電磁気学入門、裳華房、2005、\2400+税
関数電卓を準備することが望ましい。 |
| 参考書 |
廣岡秀明著、大学新入生のための物理入門 第2版、共立出版
大成逸夫, 田村忠久, 渡邊靖志 編、理工系の物理学入門、裳華房
原康夫、基礎物理学、学術図書出版 |
| 評価の基準 |
① 2つの電荷の間に働く力(クーロンの法則)について理解している。(80%)
② 電場とガウスの法則について理解している。(80%)
③ 電位と電位差, 電気的な位置エネルギーについて理解している。(70%)
④ 電流, 電気抵抗, オームの法則について理解している。(80%)
⑤ 直流回路とキルヒホッフの法則について理解している。(70%)
⑥ 磁気力, 磁場について理解している。(70%)
⑦「電流の周りにできる磁場」, 電磁力, ローレンツ力, 「電磁誘導」といった現象を理解している。(60%)
⑧ 交流について理解している。(60%)
以上の点に着目し、試験を用いてその到達度による成績評価をする。 |
| 具体的評価方法 |
評価基準それぞれについて、演習問題(20%)、中間試験(30%)、定期試験(50%)で評価する。 |
| 第1回 |
内容
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ガイダンス
授業の進め方について説明する。
電荷の性質と原子･原子核について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) シラバスを事前に読んでおくこと。教科書24ページから26ページまで、31ページから35ページまでを読んでおく。電荷の性質, 原子･原子核の構造について、参考書などで調べておく。
(復習) 教科書と授業でとったノートを読み返すこと。 |
| 授業実施特記 |
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| 第2回 |
内容
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静電気力とクーロンの法則
２つの電荷に働く力(静電気力)を表すクーロンの法則について説明する。また、クーロンの法則のベクトル表示を説明するために、ベクトルについて復習する。
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| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書26ページから31ページまでを読んでおく。また、教科書12ページから14ページまでのベクトルに関する内容について読んでおく。教科書29ページの例題1.1, 30ページの例題1.2を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書35ページの演習問題[2]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第3回 |
内容
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電場と電気力線
電場と電気力線の物理的な意味と定義を説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書36ページから44ページまでを読んでおく。教科書39ページの例題2.1, 40ページの例題2.2, 42ページ例題2.3を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書55ページの演習問題[1]～[3]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第4回 |
内容
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電束
電束と電束密度、およびガウスの法則について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書48ページから55ページまでを読んでおく。また、線積分と面積分について、教科書20ページから23ページまでを読んでおく。教科書51ページの例題2.5, 54ページの例題2.6を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書55ページの演習問題[4]～[7]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第5回 |
内容
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電位
電場中の電荷に対する仕事、電場中の電荷が持つポテンシャルエネルギー(位置エネルギー)、電位について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書56ページから63ページ、66ページから72ページまでを読んでおく。また、力学の仕事、重力による位置エネルギーについて復習しておく。教科書59ページの例題3.1, 64ページの例題3.2, 69ページ例題3.3と例題3.4, 70ページの例題3.5, 72ページの例題3.6を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書73ページの演習問題[3]と[4]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第6回 |
内容
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電気容量
平行平板コンデンサーの電気容量, 極板間の電位と電場、2つのコンデンサーの合成電気容量、静電ポテンシャルエネルギーについて説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書74ページから84ページまでを読んでおく。教科書77ページの例題4.1, 80ページの例題4.2, 82ページの例題4.3を解く
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書84ページの演習問題[1]～[4]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第7回 |
内容
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電流
電流の定義、電流と電子、電気抵抗(抵抗)とオームの法則、抵抗率, 電圧降下について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書99ページから110ページまでを読んでおく。教科書109ページの例題6.1を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書118ページの演習問題[1]と[2]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第8回 |
内容
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中間試験
直流回路(1)
起電力、電気回路のエネルギーについて説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) これまでの内容を復習しておく。教科書112ページから118ページを読んでおく。教科書116ページの例題6.2, 118ページの例題6.3を解く。
(復習) 中間試験の問題で解けなかった内容について復習しておく。授業中に出題された問題を解く。教科書118ページの演習問題[3]と[4]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第9回 |
内容
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直流回路(2)
抵抗の接続、キルヒホッフの法則、RC回路について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書119ページから129までを読んでおく。教科書121ページの例題7.1, 124ページの例題7.2, 128ページの例題7.3を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書129ページの演習問題[1]と[2]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第10回 |
内容
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磁石と磁気的な場
磁極と磁気力、磁場、磁束と磁束密度、ローレンツ力を説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書130ページから141までを読んでおく。教科書137ページの例題8.1, 141ページの例題8.2を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書141ページの演習問題[1]と[2]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第11回 |
内容
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電流が作る磁束密度
電流の周りにできる磁束密度とビオ・サバールの法則について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書142ページから155までを読んでおく。教科書144ページの例題9.1, 145ページの例題9.2, 148ページの例題9.3, 153ページの例題9.4を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書155ページの演習問題[1]～[5]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第12回 |
内容
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電流に働く磁気力
磁束密度中の荷電粒子の運動、電流に働く磁気力、平行電流間に働く力、ループ電流に働く力について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書156ページから167までを読んでおく。教科書159ページの例題10.1, 161ページの例題10.2, 163ページの例題10.3, 164ページの例題10.4, 166ページの例題10.5を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書167ページの演習問題[1]～[4]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第13回 |
内容
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電磁誘導
アンペールの法則、変位電流、電磁誘導について説明する。 |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書168ページから176まで、181ページから192までを読んでおく。教科書170ページの例題11.1, 173ページの例題11.2, 188ページの例題12.1と12.2を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書192ページの演習問題[1]～[3]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第14回 |
内容
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交流電流
交流発電機の原理、交流回路(LRC回路)、交流回路の電力について説明する。
電磁波
電磁波について説明する。
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| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 教科書209ページから221まで、223ページから237までを読んでおく。また、波動について調べておく。教科書213ページの例題14.2, 216ページの例題14.3, 218ページの例題14.4を解く。
(復習) 教科書と授業でとったノートをもう一度読み返すこと。授業中に出題された問題を解く。教科書221ページの演習問題[1]～[3]を解く。 |
| 授業実施特記 |
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| 第15回 |
内容
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試験及び授業のまとめ |
| 授業時間外における学修（予習・復習等） |
(予習) 前回までの内容を復習し、整理しておく。
(復習) 試験で解けなかった内容について復習しておく。 |
| 授業実施特記 |
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