Задание 20 демоверсии ОГЭ 2027 по физике: разбор

Задание 20 демоверсии ОГЭ 2027 по физике

Расчётная задача: электрические цепи. Сначала напиши свой ответ, потом сравни с образцом.

Справочные данные

Ниже приведены справочные данные, которые могут понадобиться Вам при выполнении работы.

Десятичные приставки

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

Нормальные условия: давление $10^5$ Па, температура 0 °С

Источник: ФИПИ, проект демоверсии ОГЭ 2027, с. 4

Задание 20

Три проводника соединены, как показано на рисунке. Сопротивление проводников: $R_1 = 10$ Ом, $R_2 = 5$ Ом, $R_3 = 5$ Ом. Каково напряжение на проводнике $R_1$ , если амперметр показывает силу тока 2 А?

Схема: проводник R₁ с подключённым параллельно ему вольтметром V соединён последовательно с участком из двух параллельных ветвей; в верхней ветви проводник R₂, в нижней — проводник R₃ и амперметр A

Источник: ФИПИ, проект демоверсии ОГЭ 2027, с. 17

Образец ответа

Дано: $I_3 = 2$ А, $R_1 = 10$ Ом, $R_2 = 5$ Ом, $R_3 = 5$ Ом. Найти: $U_1$ .

Решение.

Амперметр включён последовательно с $R_3$ , поэтому ток через $R_3$ равен $I_3 = 2$ А. Напряжение на $R_3$ по закону Ома: $U_3 = I_3 R_3 = 2 \cdot 5 = 10$ В.
Проводники $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно, напряжения на них одинаковы: $U_2 = U_3 = 10$ В. Ток через $R_2$ : $I_2 = \frac{U_2}{R_2} = \frac{10}{5} = 2\ \text{А}.$
Проводник $R_1$ включён последовательно с параллельным участком, через него идёт сумма токов ветвей: $I_1 = I_2 + I_3 = 2 + 2 = 4\ \text{А}.$
Напряжение на $R_1$ (его и показывает вольтметр): $U_1 = I_1 R_1 = 4 \cdot 10 = 40\ \text{В}.$

Ответ: $U_1 = 40$ В.

Как оценивают · максимум 3

Критерий оценивания решения до 3
3 балла — полное решение: верно записано краткое условие, есть все нужные формулы (закон Ома для участка цепи, правила последовательного и параллельного соединения), проведены преобразования и расчёт до числа с единицами, дан ответ; можно считать по действиям. 2 балла — формулы и расчёт есть, но ошибка в «Дано» или в переводе в СИ, либо решение доведено только до общего вида, либо ошибка в преобразованиях или вычислениях. 1 балл — записана и использована хотя бы половина нужных формул или все формулы, но в одной из них ошибка. Иначе 0.

Как выполнять

Запишите краткое условие: $I_3 = 2$ А, $R_1 = 10$ Ом, $R_2 = R_3 = 5$ Ом; найти $U_1$ .
Проводники $R_2$ и $R_3$ соединены параллельно — напряжения на них равны. Найдите ток $I_2$ .
Через $R_1$ идёт весь ток цепи: $I_1 = I_2 + I_3$ .
По закону Ома найдите $U_1 = I_1 R_1$ .