物理
様々な運動・波・電気と磁気・原子の4大項目。力学から量子論まで高校物理の全範囲。
様々な運動
学習指導要領: 内容「様々な運動」(1) 平面内の運動(放物運動・円運動・単振動)、(2) 運動量と力積
波
学習指導要領: 内容「波」(1) 波の伝わり方と重ね合わせ、(2) 音、(3) 光
電気と磁気
学習指導要領: 内容「電気と磁気」(1) 電場と電位、コンデンサー、(2) 電流と回路、(3) 電流と磁場、電磁誘導
- 電場・電位とコンデンサークーロンの法則から電場・電位へ、平行板コンデンサーの性質を学ぶ。
- 直流回路・電流と磁場・電磁誘導オームの法則、ローレンツ力、電磁誘導と交流までの要点。
- 交流回路とインピーダンスコイルとコンデンサーのリアクタンスから RLC 直列回路のインピーダンス・共振・位相を導く。
- 電場と電位の重ね合わせ:2点電荷の符号とゼロ点電場はベクトル、電位はスカラー。同じ2点電荷でも「ゼロになる場所」が異なる理由を、向きと距離から解き明かす。
- 静電誘導・導体の静電平衡・接地内部の電場ゼロと等電位を電子の再配置から理解し、接地で固定される量と、誘導帯電に必要な操作の順序を区別する。
- コンデンサーの電池接続と切離し電池につないだままか、充電後に切り離すかで「不変量」が変わる。誘電体・極板間距離を変えたときの Q, V, E, エネルギーの変化を整理する。
- コンデンサーの直並列と充電済み接続直列・並列の合成容量、中間導体の電荷保存、充電済みコンデンサー同士をつないだときの共有電圧とエネルギー減少を扱う。
- キルヒホッフの法則:向きを決めて回路を解く節点での電荷保存と閉路での電位差の和を使い、複数の枝の電流を符号付きで求める。
- 起電力・端子電圧と内部抵抗:電力と効率電池を理想電源と内部抵抗で表し、取り出せる電力が最大になる条件と効率の違いを調べる。
- 電流がつくる磁場——直線電流・円形電流・ソレノイド右ねじの法則で磁場の向きを決め、直線電流・円形電流・ソレノイドの磁場の大きさを計算し、重ね合わせまで扱う。
- 磁場から受ける力——電流にはたらく力とローレンツ力フレミングの左手の法則とローレンツ力、負電荷の扱い、磁場中の円運動・らせん運動、速度選別器を学ぶ。
- 電磁誘導① 磁束とファラデーの法則・レンツの法則面を貫く磁束 Φ = BA cosθ の計算から、鎖交磁束の変化率がつくる誘導起電力、誘導電流の向きの決め方まで。
- 電磁誘導② 導体棒の運動起電力とレール回路磁場中を動く導体棒に生じる起電力 V = Bℓv を導き、レール回路の電流・力・エネルギー保存を通して発電のしくみを理解する。終端速度は発展。
- 自己誘導と磁場のエネルギー電流そのものではなく電流の変化に注目し、誘導起電力の符号とコイルへのエネルギーの出入りを理解する。
- 交流の実効値・電力と理想変圧器正弦波の平均電力を導き、力率と変圧器の電力保存から高電圧送電の利点を定量的に考える。
原子
学習指導要領: 内容「原子」(1) 粒子性と波動性(光電効果・X線回折・電子の干渉)、(2) 原子の構造と光スペクトル、(3) 原子核
テーマ別学習・演習
学習指導要領: 関連分野の補充・発展学習。各記事に前提と適用範囲を明記。