新潟大学 物理の電磁気の対策|回路と電磁誘導を手順で解く

参考書・勉強法
こんなお悩み、ありませんか?
  • 電磁気って何が出る?
  • 回路どう解く?
  • 電磁誘導のコツは?
春日一心
こんにちは、新潟大学専門塾の春日です。新潟大学の物理で苦手にする人が多い電磁気を、解き方の手順まで見せながら解説します。電磁気は『回路』と『電磁誘導』の2つの型を押さえれば、安定して得点できます。
この記事でわかること
  • 電磁気で問われる2大テーマ
  • 回路の解き方(キルヒホッフ)
  • 電磁誘導の解き方
  • 電磁気の勉強法

この記事を書いた人
春日一心(新潟大学専門塾 代表)

春日一心

新潟大学専門塾 代表

  • 偏差値30台から、独学で新潟大学に合格
    高校自体の偏差値は40台、その中でも自分は下位で、偏差値は30台からのスタートでした。そこから独学で新潟大学に合格しました。
  • 塾講師歴4年、新潟大学合格者を多数輩出
    新潟大学受験に特化した「新潟大学専門塾」の代表。塾講師として指導した生徒から、新潟大学の合格者を多く出してきました。
  • 新潟市西区で「徹底管理塾」も運営
    オンラインの新潟大学専門塾に加え、新潟市西区で対面の「徹底管理塾」も運営しています。

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結論|新潟大学の物理は「力学が主役、電磁気が第2の柱」です

新潟大学の物理は、大問1が毎年のように力学で、電磁気がそれに次ぐ重要分野です。電磁気は苦手にする人が多いですが、『回路』と『電磁誘導』の2つの型を押さえれば、安定して得点できます。この記事では、電磁気で問われることと、解き方の手順を整理します。

電磁気で問われる2大テーマ

電磁気は範囲が広く見えますが、入試で問われるのは大きく2つです。

テーマ 中身
回路 コンデンサ・抵抗・電流。キルヒホッフの法則で回路を解く
電磁誘導 磁場の変化で生じる誘導起電力、ローレンツ力、コイルの動き

新潟大学の物理は、数値だけでなく『理由』や『過程』を書かせる記述形式。公式に当てはめるだけでなく、なぜその式になるかを説明できることが求められます。

回路の解き方

回路は、この順で崩す

複雑に見える回路も、次の手順で整理すれば解けます。

  1. 【1】各素子に流れる電流を文字でおく:どこにどの向きの電流が流れるかを、文字(I₁, I₂…)で仮定する。
  2. 【2】キルヒホッフの第1法則(電流則):分岐点で『入る電流=出る電流』の式を立てる。
  3. 【3】キルヒホッフの第2法則(電圧則):閉回路を一周して『起電力の和=電圧降下の和』の式を立てる。
  4. 【4】連立方程式を解く:立てた式を連立して、各電流を求める。
  5. 【5】コンデンサは『十分時間後は電流0』:定常状態では、コンデンサに電流は流れない。この条件を使う。

電磁誘導の解き方

電磁誘導は、『磁場を横切る導体には起電力が生じる』のが基本です。

電磁誘導は、この視点で解く

レールの上を動く導体棒などの定番問題は、次の順で。

  1. 【1】誘導起電力を求める:V = BvL(磁束密度×速さ×長さ)で、生じる起電力を出す。
  2. 【2】電流を求める:起電力を回路の抵抗で割って、流れる電流を出す。
  3. 【3】導体棒にはたらく力を考える:電流が流れると、磁場から力(F = BIL)を受ける。この力は運動を妨げる向き(レンツの法則)。
  4. 【4】運動方程式を立てる:導体棒の運動を、力のつり合いや運動方程式で記述する。
  5. 【5】エネルギーで確認する:発生したジュール熱=失った運動エネルギー、で答えを検算する。

電磁気の勉強法

段階 やること
1. 現象を理解する 公式暗記の前に、『なぜ起電力が生じるか』を図でイメージする
2. 回路の基本を固める キルヒホッフ、コンデンサの充放電など定番型を反復
3. 電磁誘導の定番問題を解く レール上の導体棒、コイルの出し入れなど頻出パターンを繰り返す
4. 記述で過程を書く練習 新潟大は理由・過程を書かせる。式の意味を言葉で添える練習を

電磁気が苦手な人の多くは、公式を丸暗記して現象を理解していないのが原因。図を描いて『何が起きているか』を掴むと、初見の問題でも対応できるようになります。

春日一心
ここまで読んで、やることの多さに気づいたと思います。新潟大学の物理(電磁気)の対策は、正しくやれば必ず伸びます。問題は、その「正しく」を一人で用意し続けられるか
新潟大学専門塾が、いっしょにやっていること
  • 物理の学習計画を、一人ひとりの現在地から作る
  • わからないことは、いつでもすぐ質問できる環境。週1回の授業を待たずに、その場で疑問を解決できます
  • 毎週の確認テストで、力がついているかを数字で測る
  • 毎日の学習管理で、演習の反復を続けられているかを見る

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よくある質問

Q. 新潟大学の物理で電磁気は出ますか?

A. 出ます。新潟大学の物理は力学が主役ですが、電磁気は第2の柱として頻出です。回路と電磁誘導の2テーマを押さえることが重要です。

Q. 電磁気が苦手です。どうすればいいですか?

A. 公式暗記の前に、図で現象を理解することが大切です。回路はキルヒホッフの法則で整理し、電磁誘導は『磁場を横切る導体に起電力が生じる』という基本から、手順で解けるようにしましょう。

Q. 回路の問題はどう解けばいいですか?

A. 各素子の電流を文字でおき、キルヒホッフの電流則・電圧則で式を立て、連立して解きます。コンデンサは定常状態で電流が流れない、という条件も重要です。

Q. 電磁誘導の解き方のコツは?

A. 誘導起電力V=BvLを求め、電流を出し、導体棒にはたらく力(運動を妨げる向き)を考え、運動方程式を立てます。最後にエネルギー保存で検算すると安心です。

Q. 新潟大学の物理は記述ですか?

A. はい、全問記述です。数値だけでなく、なぜその式になるかの理由や過程を書かせます。公式に当てはめるだけでなく、式の意味を言葉で説明できるようにしましょう。

Q. 電磁気の対策はいつから始めればいいですか?

A. 力学を一通り固めたあと、高3の前半までに電磁気の定番問題に入れると安心です。範囲が広いので、直前に回すと苦しくなります。

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新潟大学に合格するには

ここまで読んでいるということは、本気で新潟大学に合格したいということだと思います。合格するために不可欠な要素は、次の5つです。

1
新潟大学に特化した計画で勉強する

新潟大学の入試には独自の傾向があります。新潟大学に特化した計画を立てることで、合格への最短距離を進むことができます。多くの受験生や高校生は、自分オリジナルの計画で余計なことをしてしまったり、逆に必要なのにそれを飛ばしたりと、合格まで遠回りする計画を立ててしまいがちです。正しい計画を立てることが、一番の合格への近道です。

2
計画を毎日やりきる継続力

計画を毎日しっかり実行することが大切です。どれだけ素晴らしい100点の計画を立てても、実行しなければ意味はありません。とはいえ、1人だと9割以上の人がどこかでサボってしまうのが現実です。だからこそ、誰かに管理してもらう環境が欠かせません。逆に、正しい計画をサボらずにやりきれば、ほとんどの人が合格できます。

3
毎週の確認テスト

成績が上がるのは「分からなかった問題が分かるようになった時」だけです。もともと分かる問題を1,000回、1万回、10万回解いても点数は変わりません。まず必要なのは、分かるところと分からないところをはっきりさせること。それを明確にするのが毎週の確認テストです。2ヶ月や3ヶ月に1回では遅すぎます。1週間に1回、勉強した範囲が本当に身についているかをテストすることが大事なのです。

4
毎週の面談

一度決めた計画がその通りに進むことはありません。先週の勉強量が少なかったのか、多すぎたのかを毎週振り返り、翌週の計画を一緒に決めていきます。1ヶ月に1回の面談では、その1ヶ月がダメだった場合、まるごと無駄になってしまいます。1週間に1回にすることで、計画が崩れてもリスクを最小限に抑えられます。

5
新潟大学に合格した経験のある講師の指導

新潟大学に合格したことがない人が指導しても説得力がありません。実際に合格した先輩の指導だからこそ、アドバイスに説得力があります。また、志望する大学の先輩だからこそ、モチベーションも上がります。結局、受験勉強は辛いもの。継続するためのモチベーションを、毎週この新潟大学の講師と話すことで高めていきます

独学・集団授業・個別指導では、なぜ難しいのか

この5つ、どれか1つでも欠けると合格は一気に遠のきます。しかし現実には、独学・集団授業・個別指導のいずれも、5つすべてを揃えるのは難しいのです。

合格に必要な要素 独学 集団授業 個別指導 新潟大学専門塾
新潟大学に特化した計画
毎日の学習管理
毎週の確認テスト
毎週の面談
新潟大合格者の講師

独学は計画も管理も自分次第。集団授業は全員に同じ内容を進めるため、あなた専用の計画にはなりません。個別指導は授業の時間は見てもらえますが、「授業以外の毎日」まで管理してくれる塾はほとんどない——ここが最大の落とし穴です。受験の勝敗は、授業の時間より授業以外の膨大な時間で決まります。

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