電磁気学

クーロンの法則

まずは静電気力(クーロン力)についての考え方を整理していきます。万有引力と比較しながら理解していくことが重要ですので,必要に応じて力学の復習を!

電磁気学で苦手意識を持ってしまう人が多い内容です!「電場とは何か」「その場所の電場を知りたいときにはどうするのか」をしっかりと理解して,自分の言葉で説明できるようにしておきましょう!

電場の重ね合わせ

結論は「単純な足し算でok!」なのですが,重ね合わせを踏まえた問題は複雑になりがち!例題を通じて問題の解き方まで正確に理解しておきましょう!

電気力線とガウスの法則

電場を視覚的に表現することができる「電気力線」についてまずは学習します。さらに,電気力線の本数に注目することで,ガウスの法則について考えていきます!

電気的な「力」を表すのに「電場」を導入しました。同様に,電気的な「エネルギー」を表すために,「電位」という概念を導入していきます。はじめは難しく思える内容かと思いますが,理解できるとスッキリします…!

点電荷と電位①

点電荷における電位について考えていきます。最初は公式の暗記でokですが,いずれはその仕組み,導出も理解し,力学の内容と結びつけて整理できると完璧…!

点電荷と電位②

点電荷の電位についての基本事項を踏まえて,問題へのアプローチ方法を学習していきます。電場の問題と似ていますので,違いをしっかりと意識しながら読み進めてください!

一様電場

どの場所でも向きも大きさも等しい「一様電場」の性質について考えます。コンデンサーの内容の理解につながる重要な部分です!グラフと合わせてしっかりと理解を!

これまでに学習してきた電場や電位の話を踏まえて,導体の性質について考えていきます。暗記する公式はありませんが,頭に入れておくべき性質がたくさん出てきます!「なぜそうなるのか」も踏まえて確認しましょう!

導体とガウスの法則

これまでに学習した導体の性質,ガウスの法則を利用して,応用的な内容について考えていきます。少し難しい内容ですが,理解できると考え方の幅が広がること間違いなし…!

コンデンサー①

電気力線の性質,ガウスの法則を踏まえて,「コンデンサー」という装置について考えていきます。はじめは電気容量の式を丸暗記でも構いませんが,いずれは自分で導出できるようになってください!

コンデンサー②

極板間引力と,静電エネルギーについて扱います。覚えなければいけないところ,必要なときに導けばよいところをしっかりと区別しましょう!覚えるべきところはしっかり暗記!

誘電体

誘電体という物質がそもそも何なのか,という話から,コンデンサーの極板間に挟むとどうなるかといった話まで!電気容量が大きくなる仕組みをしっかりと理解してください…!

コンデンサー回路①

コンデンサーは回路の素子として問題に登場することが多々あります。その際に重要となる,電化保存則について学習し,実際の問題でどのように立式するのかを丁寧に見ていきます!

コンデンサー回路②

実際の問題へのアプローチを例題を通じて確認していきます!必要となる周辺事項についてもあわせて確認しましょう!

コンデンサーの合成

物理基礎で「抵抗の合成」を学習しました。複数のコンデンサーが接続されている場合についても同様に,合成して考えることができます。抵抗の合成との違いを意識しながら確認していきます。

複合コンデンサー

コンデンサーの極板間に,金属や誘電体が中途半端に挟まれた場合について考えます。公式云々というものではなく,「どう分割するか」が全てです…!

これまでに何度も扱ってきた「電流」。そもそも電流って何?と言われると案外説明できないもの。この電流について,そもそも何なのか,数式でどのように表されるのか,を学習します!

回路におけるエネルギー保存則

回路においても必ずエネルギー保存則が成り立ちます。エネルギーは勝手に生まれることも,消えることもないので当然っちゃあ当然です。立式方法について確認していきます!

電流計と電圧計

理科の実験で使ったことがある人が多いであろう,電流計と電圧計。電流と電圧をぱっと調べることができて便利なのですが,その仕組みは…??

ブリッジ回路

難しそうな見た目をしていて,名前もちょっとかっこいい「ブリッジ回路」。考えていることはとっても単純ですのでシンプルに理解を!

非オーム抵抗

入試でも頻出なテーマです。複雑なグラフが出てきたりして一見すると難しそうなのですが,問題の解法は決まっています!手順に沿えばどんな問題も解けようになるはず!

半導体とダイオード

応用問題として出題されることの多いダイオード。考え方は大きく分けて2通り。どちらのタイプの問題が出ても対応できるように準備しておきましょう!

過渡現象と連続方程式

充電が切れかかって今にも倒れそうなスマートフォンを充電するとき,時間がかかりますよね…?コンデンサーも同様です。充電の途中にどのようなことが起こっているのかを確認!

直流回路のまとめ

抵抗やコンデンサーが含まれる回路の問題へのアプローチについてまとめます!実際の例題も通して確認して,頭の中を整理してください!

磁場と磁束

いよいよ電磁気学も後半!電気と似ているようで似ていない磁気の世界について紹介していきます。まずは「磁場」「磁束密度」「磁束」といった言葉の定義から!

電流と磁場

物理基礎で,電流の周りに磁場が生じることを学習しました。物理では具体的に,その磁場の強さについて学習していきます!似ているような式が出てきますので,しっかり区別して覚えましょう!

ローレンツ力

電気の世界の話の際に扱った「クーロン力」とは少し性質の異なる「ローレンツ力」について扱います。「速度にも磁場にも直行する」「仕事をしない」といった特徴を理解してください!

電磁力

電流の正体は「動く電子」でしたので,電流も磁場から力を受けます!その力が皆さんご存知の「電磁力」!数式を用いて,扱い方を見ていきましょう。

荷電粒子の運動

クーロン力,ローレンツ力の内容を踏まえて,荷電粒子の運動について考えていきます。ローレンツ力についてはこれまでに学習した内容が特に大事になりますので,適宜復習を!

ファラデーの電磁誘導の法則

重要なテーマ,電磁誘導についてです。まずは大きさと向きを別々に求められるようにしましょう!完璧になったら,符号付きで考える方法も習得してください!

誘導起電力の求め方

2通りの方法で誘導起電力の求め方について考えます!さらに,問題でよく出題される「導体棒が動く」状況において,導体棒に生じる誘導起電力の考え方についてまとめます!

電磁誘導の問題へのアプローチ

電磁誘導の問題は出題頻度が高く,様々な形で出題されますが,考える手順は大体同じです!特に「キルヒホッフの第二法則」と「運動方程式」の立式が重要!

回路のエネルギー収支関係

発展内容です!回路のエネルギー収支関係を考える際には「誘導起電力の仕事」と「電磁力の仕事」を考えないのですが,その理由について深入りしていきます!

コイルと自己誘導

コイルに流れる電流が変化すると何が起こるのか,を詳しく考えていきます!この先の回路におけるコイルの内容につながる重要な部分!

相互誘導

自己誘導と考え方は似ていますが,向きの考え方がやや異なります!「電流が変化したことによって磁束がどのように変化するのか」を考えながら丁寧に求めていくことが大切!

回路におけるコイル①

コイルに流れる電流が変化すると,自己誘導起電力が生じることを学習しました。この自己誘導起電力を,回路の中でどのように扱うかを学習していきます!

回路におけるコイル②

とっても差がつきやすいコイルの問題。具体的な問題で扱い方を確認します!暗算でパッと答えが出せるようになるまで練習を!

振動回路①

コイルとコンデンサーによる振動回路について考えていきます。まずは「どのような現象が起こるのか」を説明できるようになることが重要です。最終的には数式でもしっかりと理解しておきましょう!かなりスッキリするはず!

振動回路②

$\boldrm{L}\boldrm{C}$ 振動回路の性質について確認し,実際に問題を解きながらその使い方を学習していきます!グラフについては単振動を思い出しながら…!

交流の発生

物理基礎で交流電源について学習しました。この交流電源はどのようにして発生させることができるのかを考えていきます!後半はやや難しいけど理解できるとスッキリする内容…!

抵抗と交流回路

交流電源に抵抗を接続した場合の考え方についてまとめていきます。最大値,実効値,瞬時値,どれを使って考えるのか,それぞれどんな意味を持つのか,をしっかりと区別して!

コイルと交流回路

交流回路におけるコイルの振る舞いについて!電流と電圧の関係をしっかりと理解して,パッと変換できるようにしておきましょう!

コンデンサーと交流回路

交流回路におけるコンデンサーの振る舞いについて!コイルと似ていてややこしいですが,違いを明確にして,電流と電圧の変換をパッとスムーズにできるようにしておきましょう!

交流と各素子のまとめ

これまでに学習してきた「電流と電圧の変換」のまとめです!どれも瞬時にできないとお話になりません!まとめた表を目に焼き付けて,徹底的に練習してください!

交流回路①

いよいよ,交流回路の単元で実際に出題される問題の解き方について確認していきます。アプローチ方法についてまとめた後に,例題で具体的に立式手順を確認していきましょう!

交流回路②

「交流回路①」の例題で立式したキルヒホッフの第二法則の解き方について考えていきます。「ベクトル図」という新しい方法が出てきますが,理解できるとその素晴らしさに涙すること間違いなし。

交流回路③

いよいよ交流も最後!「$\boldrm{R}\boldrm{L}\boldrm{C}$ 直列共振回路」というイカツイ名前の回路を扱います!ラスボス感のある名前ですが,これまでの内容がしっかり理解できていれば怖くないはず!