【人民教育版】高校物理 選択必修 第2冊
本コースは普通高校物理選択必修教材に基づいており、電磁気学の応用知識を扱います。アンペール力、ローレンツ力、電磁誘導、交流電流、センサーなどの核心的な物理概念と法則をカバーしています。
コース概要
📚 コンテンツ概要
本講座は、普通高中物理選択必修教材に基づき、電磁気学の発展的な知識を扱います。アンペール力、ローレンツ力、電磁誘導、交流電流およびセンサーなど、核心的な物理概念と法則をカバーしています。
電磁現象の深淵に迫り、高校物理の核心法則を習得する。
著者: 人民教育出版社 教材研究所 物理教材研究開発センター
謝辞: 国家教材委員会専門委員会による審査承認（2019年）
🎯 学習目標
- 左手則を正確に用いてアンペール力およびローレンツ力の方向を判断でき、負の電荷が受ける力の方向の特殊性を理解できる。
- ローレンツ力の大きさを計算する公式を習得し、一様な磁場中で帯電粒子が円運動を行う場合の半径および周期の公式を独立して導出できる。
- 質量分析装置、サイクロトロン、速度選択器、磁流体発電機の動作原理を分析・説明できる。
- レンツの法則およびファラデーの電磁誘導の法則の内容を正確に述べられ、右手則を用いて磁束を切断する際の電流の方向を判断できる。
- E = n \frac{\Delta \Phi}{\Delta t} および E = Blv \sin \theta の公式を柔軟に活用し、さまざまな物理状況における誘導起電力を計算できる。
- エネルギー変換の観点から自己誘導、渦電流、電磁制動などの複雑な電磁現象を分析し、関連する実際の物理問題を解決できる。
- コイルの回転によって交流電流が生じるプロセスを分析し、瞬時値の式を熟練して記述でき、ピーク値と効果値（RMS）の換算ができる。
- 理想変圧器の基本原理を習得し、電圧と巻数比の比例関係を利用して回路問題を解決できる。
- 長距離送電における損失メカニズムを理解し、送電線路上の電圧損失および功率損失を計算でき、高電圧送電の経済的利点を説明できる。
- LC振動回路において電荷、電流、電場エネルギーおよび磁場エネルギーが周期的に変化する過程を記述できる。
レッスン 共 5 课时 · 预计 15.0h
レッスン
Lesson
本课程探讨了磁场对电流与电荷的作用，通过宏观的安培力与微观的洛伦兹力，揭示了从电流产生到带电粒子运动的物理本质。学习重点在于掌握左手定则的进阶应用、理解洛伦兹力对电荷不做功的特性，以及运用动力学规律分析带电粒子在磁场中的圆周运动。
This lesson explores the principles of electromagnetic induction, focusing on Lenz’s Law, the phenomenon of electromagnetic damping, and the practical application of the right-hand rule. Students will learn how to analyze induced current direction and magnitude, understand the energy transformations involved in these processes, and apply these concepts to real-world technologies like generators and electromagnetic relays.
本课程介绍了交变电流（AC）的产生原理，重点解析了线圈在匀强磁场中旋转时，磁通量与感应电动势随“中性面”位置变化的物理规律。通过学习发电机结构、频率与周期的关系以及正弦式电动势的数学推导，学生能够掌握交流电瞬时值的计算方法及其在实际电力系统中的应用。
This lesson explores the physics of LC oscillating circuits, focusing on the periodic conversion between electric field energy in capacitors and magnetic field energy in inductors. Students will learn to analyze the phase relationships between charge and current, understand the role of self-induction as electromagnetic inertia, and examine how Maxwell’s theory of mutually inducing fields enables the generation of electromagnetic waves.
本课程介绍了传感器的基本定义与双重结构，重点探讨了干簧管、光敏电阻及热敏电阻等半导体元件的工作原理。通过分析电饭锅控温、楼道照明及酒精检测等案例，学习了如何将物理量转化为电信号，并理解了居里点等关键物理特性在自动化控制中的应用。