【九州大学大学院】システム情報学府 院試対策(電磁気学)

電磁気学の試験内容

電場、磁場から出題されます。

範囲としては他大学と同じですが、毎年数題程度出題されます。よって、幅広く出題されます。

また、オームの法則により導体に流れる電流(密度)を電磁気学の観点で求めるなど、他大学ではあまり出題されない分野が出てくることもあります。

九大 システム情報学府 院試の全体

電気電子工学専攻、情報理工学専攻と分かれています。数学は両者ともに同じ分野、選択範囲になっており、専門科目に違いがあります。

電磁気学については、専門科目に属しています。両専攻ともに選択可能です。

選択優先度ですが、、電気電子工学専攻ならば第2or3選択科目になると思います。後ほどの記事で紹介しますが、電子回路が異様に簡単(と思う)のでこちらを最優先で取る。その後、半導体デバイスと電磁気学の2択のつもりで考えます。

制御工学は他科目に対して難しいと思います。勉強すれば点数を確保できますが、単純な計算量が多く、現代制御まで出るので範囲としても広いです。他大学でも選択するという都合が無い限り避けた方が無難でしょう。

情報理工学専攻では、一番選択優先度が低いと思います。。情報系の科目が多い中、この科目だけ異質です。科目間の相乗効果を図ることができません。学部時代は電気系の専攻だったが、院では情報系の研究室に入りたい！という方以外は避けた方が無難でしょう。

ただし、内容自体は難しくなく、境界条件などで検算もできるので安定して高得点が狙える科目です。全体としての兼ね合いはありますが、選択しても問題ない科目だとは思います。

対策に使える参考書、問題集

全体

最近5年分は以下の分野の出題がありました。

頻出分野は、誘電体を挟んだ物体とエネルギーの流れの関係です。ほぼ毎年出ます。ポインティングベクトルを求め、積分するワンパターン解法で解決することが多いので、これは是非取りましょう。

球殻導体、円筒導体も、単一の媒質で挟まれていることは少ないです。複数の媒質が挟まっていることが殆どのため、単にガウスの法則、アンペールの法則を適用すれば解けるわけではありません。境界条件を吟味し、物理法則に間違いが無いように解いていく必要があります。

また、2023年のように、異なる導体を導線で繋ぐ問題も出題されたりします。これも、類題経験が無いと面食らいます。

他、力と仕事の関係や、磁場算出にスリットを置くなど、少しひねりを入れた問題も出題されます。他、電位の基準に相応しい導体球を選択するなどの思考力問題も出てきます。

指定国立大学になり、日本有数の研究施設を持っている大学の院試に相応しい分野と言えます。

一方で、いたずらに難しい問題は出てこないです。計算量としても上式の範囲内です。基本に忠実に勉強を進めていけば、自ずと点数は伸びていくと思います。

教科書

電気磁気学 山田 直平 (原著), 桂井 誠 (著) (シラバス対象本)

電気学会の本であるだけあり、万人に分かりやすい内容になっています。演習問題のレベルは少し易しめのため、過去問演習は必須です。

電磁気学 (電気電子工学シリーズ 1) 岡田 龍雄 (著), 船木 和夫 (著)

2019年までシラバス対象教科書でした。院試問題にも、本教科書で取り扱われている演習問題の面影が残っているかもしれません。

詳解電磁気学演習　後藤 憲一 (著), 山崎 修一郎 (編集)

他大学の記事でも紹介していますが、九大には特にオススメします。理由は、第5章の定常電流の単元の演習問題が、他参考書より充実しているからです。

2021年のように、本分野からの出題がたまにありますが、他参考書ではあっさりした解説のため、思ったように演習できないリスクがあります。そんなとき、本参考書で穴埋めすることで、弱点補強ができます。

対策に使える他大学の問題

なるべく頻出分野ごとに並べていくと、以下のようになります。

東北大が、ポインティングベクトルに関する問題が多いです。(今年も出ました。)類題演習に使えると思います。誘電体、磁性体を複数個詰めた問題は阪大が多いです。ただし、難易度が高いため、過去問演習や問題集の対策の方が良いかもしれません。

真空中の電磁現象に関する問題は様々な大学で出題されます。自身の併願先と合わせて演習すると良いです。

最後に

九大の電磁気学は、標準的な問題+αの難易度です。問題集には無い考えさせる問題が大問の最後に出てきます。少し骨のある問題として、他大学の院試対策を行っていく上でもオススメできる問題が揃っています。九大を受けずとも、5,6月ごろに解いてみると自分の理解を確かめることができます。