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科目の基本情報
| 開講年度 | 2023 年度 | |
|---|---|---|
| 開講区分 | 教育学部・教科及び教科の指導法に関する科目(A類)・理科 | |
| 科目名 | 物理学 | |
| ぶつりがく | ||
| Physics | ||
| 受講対象学生 |
教育学部, A 類 学部(学士課程) : 1年次 75 期生 |
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| 卒業要件の種別 | 必修 |
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| 授業科目名 | 基礎物理学B | |
| きそぶつりがくB | ||
| Introductory Physics B (Eletromagnetics) | ||
| 単位数 | 2 単位 | |
| ナンバリングコード | educ-scie-PHYS1012-001
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| 開放科目 | 非開放科目 | |
| 開講学期 |
後期 |
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| 開講時間 |
月曜日 7, 8時限 |
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| 授業形態 |
対面授業 * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい
「オンライン授業」・・・オンライン会議ツール等を利用して実施する同時双方向型の授業 |
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| 開講場所 | ||
| 担当教員 | 丹波 之宏（非常勤講師） | |
| TAMBA, Yukihiro | ||
| 実務経験のある教員 | 【教員名】丹波 之宏 【実務経験】高等専門学校准教授として勤務 【講義内容との関連性】 実務経験より得た知識を活かして、主に高校レベルの物理の知識定着を図る。 |
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| SDGsの目標 |
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| 連絡事項 | * 状況により変更される可能性があるので定期的に確認して下さい |
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学修の目的と方法
| 授業の概要 | 現代の生活を支える電場と磁場に関わる電磁気学の基礎を学ぶ。 発電機やモーターの原理を学び、効率的な電力輸送を考える。 スマフォやPCなど、電子機器の動作する原理を学ぶ。 |
|---|---|
| 学修の目的 | 日常的に利用している電子機器の原理である電磁気学を理解する。 前期に学んだ力学を、電場中や磁場中を運動する荷電粒子に適用し、加速度や軌道を計算する。 膨大な個数の電荷による力を計算することは現実的には不可能だが、便利な「ガウスの法則」を使うと容易に求まる。 また、多数の電流から生じる磁場を計算することは困難だが、「アンペールの法則」を使うと容易に求まる。 これらの便利な法則の根拠を理解する。 基本的な電磁気学に関する知識の欠如により多くの事故が発生している。その事故原因を理解し、対策を考える。 |
| 学修の到達目標 | 帯電した物体の周りの電場を計算できる。 直流回路の電流と電位、消費電力を計算できる。 交流回路の時間応答を表す時定数を計算し、共振周波数を求める。 磁場中の電流が受ける力を計算し、モーターの原理を理解する。 電磁誘導による起電力を計算し、発電機の原理を理解する。 |
| ディプロマ・ポリシー |
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| 成績評価方法と基準 | 毎回の課題レポートと小テスト４０％、期末試験６０％、計１００％。ただし、講義日数の２/３以上の出席を前提とする。 |
| 授業の方法 | 講義 |
| 授業の特徴 | |
| 授業改善の工夫 | 講義に授業内容に関する演示実験を加えた授業である。電磁気学に関する簡単な実験を行い、理解を深める。 対面授業では、いくつかの実験を体験してもらう。遠隔授業の場合は、実験動画を参照して議論する予定である。 |
| 教科書 | 原 康夫 著 「第5版 物理学基礎」 （学術図書出版社） |
| 参考書 | 必要により指示する。 |
| オフィスアワー | |
| 受講要件 | |
| 予め履修が望ましい科目 | 基礎物理学A |
| 発展科目 | 理科実験（物理）、物理学実験 |
| その他 |
授業計画
| MoodleのコースURL |
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| キーワード | 電荷、電場、クーロンの法則、電流、ガウスの法則、 磁場、電磁誘導、アンぺ-ルの法則、ローレンツ力、電磁波 |
|---|---|
| Key Word(s) | electric charge, electric field, Coulomb’s law, electric current, Gauss’ law, magnetic field, electromagnetic induction, Ampere’s law, Lorentz force, electromagnetic wave |
| 学修内容 | 1.電荷保存則、クーロンの法則 2.電場のガウスの法則とその応用 3.電気力による位置エネルギーと電位 4.導体と電場、キャパシター 5.誘電体と分極 6.電流と電位、オームの法則 7.CR回路 8.磁場に対するガウスの法則、電流のつくる磁場 9.ローレンツ力 10.電流に作用する力 11.磁性体がある場合の磁場 12.電磁誘導の法則 13.コイルが運動する場合の電磁誘導 14.自己誘導と相互誘導 15.Lを含む交流回路 16.定期試験 |
| 事前・事後学修の内容 | 事前に教科書の該当箇所を読んでおく。 事後には、教科書の式を自分で導出する。 教科書の演習問題からいくつか課題を出すので、次回の授業までに解いて提出する。 |
| 事前学修の時間:120分/回 事後学修の時間:120分/回 |