Задание 17 демоверсии ОГЭ 2027 по физике: разбор

Экспериментальное задание на оборудовании. Сначала напиши свой ответ, потом сравни с образцом.

Наименование	Обозначение	Множитель
гига	Г	$10^9$
мега	М	$10^6$
кило	к	$10^3$
гекто	г	$10^2$
санти	с	$10^{-2}$
милли	м	$10^{-3}$
микро	мк	$10^{-6}$
нано	н	$10^{-9}$

Константы
ускорение свободного падения на Земле	$g = 10\ \dfrac{\text{м}}{\text{с}^2}$
гравитационная постоянная	$G = 6{,}7\cdot10^{-11}\ \dfrac{\text{Н}\cdot\text{м}^2}{\text{кг}^2}$
скорость света в вакууме	$c = 3\cdot10^{8}\ \dfrac{\text{м}}{\text{с}}$
элементарный электрический заряд	$e = 1{,}6\cdot10^{-19}$ Кл

Вещество	Плотность, $\rho$ , $\dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
бензин	710
спирт	800
керосин	800
масло машинное	900
вода	1000
молоко цельное	1030
вода морская	1030
глицерин	1260
ртуть	13 600

Вещество	Плотность, $\rho$ , $\dfrac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
древесина (сухая сосна)	400
парафин	900
лёд	900
алюминий	2700
мрамор	2700
цинк	7100
сталь, железо	7800
медь	8900
свинец	11 350

Вещество	Удельная теплоёмкость, c, $\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}}$
вода	4200
спирт	2400
лёд	2100
алюминий	920
сталь	500

Вещество	Удельная теплоёмкость, c, $\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}\cdot{}^\circ\text{C}}$
бронза	420
цинк	400
медь	400
олово	230
свинец	130

Вещество	Удельная теплота парообразования, L, $\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$
вода	$2{,}3\cdot10^6$
спирт	$9{,}0\cdot10^5$
эфир	$4{,}0\cdot10^5$
ртуть	$3{,}0\cdot10^5$

Вещество	Удельная теплота плавления, $\lambda$ , $\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$
лёд	$3{,}3\cdot10^5$
свинец	$2{,}5\cdot10^4$
олово	$5{,}9\cdot10^4$
сталь	$7{,}8\cdot10^4$

Вещество	Удельная теплота сгорания, q, $\dfrac{\text{Дж}}{\text{кг}}$
спирт	$2{,}9\cdot10^7$
керосин	$4{,}6\cdot10^7$
бензин	$4{,}6\cdot10^7$

Температура плавления
свинца	327 °С
олова	232 °С
льда	0 °С

Температура кипения при нормальном атмосферном давлении
воды	100 °С
спирта	78 °С

Удельное электрическое сопротивление, $\dfrac{\text{Ом}\cdot\text{мм}^2}{\text{м}}$ (при 20 °С)
серебро	0,016
медь	0,017
алюминий	0,028
железо	0,10
никелин	0,4
нихром (сплав)	1,1
фехраль	1,2

Задание 17

Используя источник тока (4,5 В), вольтметр, амперметр, ключ, реостат, соединительные провода, резистор, обозначенный $R2$ , соберите экспериментальную установку для исследования зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах. Абсолютную погрешность измерения силы тока принять равной ±0,02 А, напряжения – ±0,1 В.

В бланке ответов:

нарисуйте электрическую схему эксперимента;
установив с помощью реостата поочерёдно силу тока в цепи, равную 0,3 А, 0,4 А и 0,5 А, и измерив в каждом случае значение электрического напряжения на концах резистора, укажите результаты измерения силы тока и напряжения с учётом абсолютной погрешности измерения для трёх случаев в виде таблицы (или графика);
сформулируйте вывод о зависимости силы электрического тока в резисторе от напряжения на его концах.

Источник: ФИПИ, проект демоверсии ОГЭ 2027, с. 15

Образец ответа

Оборудование и установка. Источник постоянного тока (4,5 В), ключ, амперметр (предел 0,6 А, цена деления 0,02 А), реостат и резистор $R2$ (сопротивление около $(5{,}7 \pm 0{,}6)$ Ом) соединяем последовательно. Вольтметр (предел 3 В, цена деления 0,1 В) подключаем параллельно резистору $R2$ . Реостатом меняем силу тока в цепи.

1. Схема. Последовательная цепь: «+» источника — ключ — реостат — резистор $R2$ — амперметр — «−» источника; вольтметр присоединён к концам резистора $R2$ .

Связь величин. Для участка цепи с резистором действует закон Ома: $I = \dfrac{U}{R}$ . Если сопротивление резистора постоянно, отношение $\dfrac{U}{I}$ во всех опытах должно получаться одинаковым.

2. Результаты измерений.

№	$I$ , А	$U$ , В	$\dfrac{U}{I}$ , Ом
1	$0{,}30 \pm 0{,}02$	$1{,}7 \pm 0{,}1$	≈ 5,7
2	$0{,}40 \pm 0{,}02$	$2{,}3 \pm 0{,}1$	≈ 5,8
3	$0{,}50 \pm 0{,}02$	$2{,}9 \pm 0{,}1$	≈ 5,8

3. Вывод. При увеличении напряжения на концах резистора сила тока в нём увеличивается, причём во столько же раз: отношение $U/I$ в пределах погрешности постоянно. Сила тока в резисторе прямо пропорциональна напряжению на его концах.

Значения напряжения зависят от конкретного резистора; для резистора из комплекта эксперт засчитывает показания в пределах ±0,3 В от ожидаемых.

Как оценивают · максимум 3

Критерий оценивания экспериментального задания до 3
3 балла — есть все три элемента: схема установки, результаты трёх измерений силы тока и напряжения с погрешностями и верный вывод. 2 балла — три измерения верны, но в схеме или выводе ошибка либо одного из них нет. 1 балл — измерения верны, но ошибки или пропуски и в схеме, и в выводе, либо есть схема и измерения, но одно измерение неверно. Иначе 0; напряжение засчитывают в пределах ±0,3 В.

Как выполнять

Соберите цепь: источник, ключ, амперметр, реостат и резистор $R2$ — последовательно; вольтметр подключите параллельно резистору. Амперметр — на предел 0,6 А, вольтметр — на предел 3 В.
Нарисуйте схему этой цепи с условными обозначениями всех приборов.
Замкните ключ и двигайте ползунок реостата, пока амперметр не покажет 0,3 А; запишите показание вольтметра. Повторите для 0,4 А и 0,5 А.
Запишите результаты в таблицу с погрешностями: $I \pm 0{,}02$ А, $U \pm 0{,}1$ В.
Сравните: во сколько раз растёт напряжение, во столько же растёт ток. Сформулируйте вывод — сила тока прямо пропорциональна напряжению (закон Ома для участка цепи).