2023年 短期大学部 シラバス - ものづくり・サイエンス総合学科
設置情報
| 科目名 | 電磁気学演習Ⅱ | ||
|---|---|---|---|
| 設置学科 | ものづくり・サイエンス総合学科 | 学年 | 2年 |
| 担当者 | 前田 知人 | 履修期 | 前期 |
| 単位 | 1 | 曜日時限 | 火曜2 |
| 校舎 | 船橋 | 時間割CD | E22F |
| クラス | |||
| ポリシー | ディプロマ・ポリシー【DP】 カリキュラム・ポリシー【CP】 | ||
| 履修系統図 | 履修系統図の確認 | ||
概要
| 学修到達目標 | 講義科目「電磁気学II」で学習した内容（静磁気学の法則，変動する電磁場の法則）について，その応用として具体的な問題の解法を学ぶことで，種々の概念や法則・関係式の理解を深めるとともに，基礎的な計算力を身に付けることができる。 到達目標は以下のとおりとする。 (1) 電荷の保存則の物理的意味を説明でき，式を導出することができる。 (2) ビオ-サバールの法則を説明でき，与えられた典型的な電流分布から磁場を計算することができる。 (3) ベクトルポテンシャルと磁場の関係について説明でき，関連する計算をすることができる。 (4) アンペールの法則を説明でき，与えられた典型的な電流分布から磁場を計算することができる。 (5) ファラデーの電磁誘導の法則について説明でき，インダクタンス等の関連する計算をすることができる。 (6) 電磁場のエネルギー密度及びその流れについて説明でき，関連する計算をすることができる。 (7) マクスウェルの方程式を微分形・積分形に変形でき，各項の物理的意味を説明できる。 本授業科目はDP1及びCP1に該当しています。 科目ナンバリング:MFmPh-210＊ |
|---|---|
| 授業形態及び 授業方法 |
【対面授業】 毎回，与えられた演習課題を各自で解くとともに，教員と学生，又は学生同士でその内容について討議する。その成果をレポートにまとめて次回の授業時に提出する。全演習問題の中から基本的問題，典型的問題を選んで，総合演習を行う。提出されたレポート等は評価をつけ返却し解説を行う。 |
| 履修条件 | 専門教育科目／選択（電気電子工学分野・物理学分野） (1)同時に電磁気学IIを履修すること。 (2)電磁気学I，電磁気学演習Iを履修していること。 (3)微分積分I・II，数学演習I・IIを履修していること。 (4)物理数学I，物理数学演習Iを履修していること。 |
授業計画
| 第1回 | 定常電流と磁場(その1): 定常電流と電気伝導，オームの法則・ジュールの法則，電流密度と電荷保存則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
|---|---|
| 第2回 | 定常電流と磁場(その2): 定常電流に働く磁気力，ローレンツ力 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第3回 | ビオ-サバールの法則(その1): ビオ-サバールの法則とその応用 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第4回 | ビオ-サバールの法則(その２): 磁気双極子とループ電流の等価性 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第5回 | アンペールの法則(その1): ベクトルポテンシャル，アンペールの法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第6回 | アンペールの法則(その2): アンペールの法則の応用 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第7回 | 総合演習１とその解説 【事前学習】これまでレポートとして提出した演習問題を再度自分解いてみる。また授業内容を振り返り，講義で学んだことや気が付いたことについて他者と話し合ってみる。（60分） |
| 第8回 | 電磁誘導の法則(その1): 磁束，ファラデーの電磁誘導の法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】翌週に返却し，解説を行う。 |
| 第9回 | 電磁誘導の法則(その2): 磁場中を運動する回路，自己誘導 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第10回 | 電磁誘導の法則(その3): 相互誘導，静磁場のエネルギー密度 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第11回 | 電磁誘導の法則(その4): 微分形の電磁誘導の法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第12回 | 真空中の電磁場(その1): 電磁場のエネルギー，ポインティングベクトル 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第13回 | 真空中の電磁場(その2): 変位電流とマクスウェル-アンペールの法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
| 第14回 | 総合演習２とその解説 【事前学習】これまでレポートとして提出した演習問題を再度自分解いてみる。また授業内容を振り返り，講義で学んだことや気が付いたことについて他者と話し合ってみる。（60分） |
| 第15回 | 真空中の電磁場(その2): 変位電流とマクスウェル-アンペールの法則 【事後学習】理解度の確認のため，授業で課した演習問題を再度自分で解き直す。（60分） 【課題】授業で指示した演習問題を解き，レポートとして提出する。 【フィードバック】返却し，解説を行う。 |
その他
| 教科書 |
山村泰道・北川盈雄 『電磁気学演習［新訂版］』 理工基礎 物理学演習ライブラリ 3 サイエンス社 2004年 第1版
佐川弘幸・本間道雄 『電磁気学』 物理学スーパーラーニングシリーズ 丸善出版 2012年 第2版
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| 参考書 |
二宮正夫・並木雅俊・杉山忠男 『物理のための数学入門』 講談社基礎物理学シリーズ 10 講談社 2009年 第1版
長岡洋介・丹慶勝市 『例解 電磁気学演習 』 物理入門コース／演習 2 岩波書店 1990年 第1版
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| 成績評価の方法 及び基準 |
(1)授業及び課題レポートへの取組状況60％，総合演習40％の割合で総合的に評価する。 (2)出席回数が総授業回数の５分の３（９回）に満たない場合は，履修放棄として取り扱い，学業成績を評価E（判定不可）とする。 |
| 質問への対応 | 研究室のほか，メール，Zoom等で随時対応する。 |
| 研究室又は 連絡先 |
前田(船橋校舎9号館1階911B号室) maeda.tomohito@nihon-u.ac.jp |
| オフィスアワー |
火曜 船橋 12:15 ～ 13:15
金曜 船橋 12:15 ～ 13:15
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| 学生への メッセージ |
遠慮なくどんどん質問に来てください。 【令和４年度成績分布状況】履修者数20名 S:5人(25%),A:6人(30%),B:2人(10%),C:4人(20%),D:3人(15%),E:0人 |