Задание 17 ОГЭ физика: механика, оптика, электричество — гайд

Что проверяет задание

Задание 17 ОГЭ по физике — практическая экспериментальная задача. Она проверяет не только знание формул, но и умение планировать измерение, работать с реальными приборами (динамометр, линейка, амперметр, вольтметр, оптическая скамья, мерный цилиндр), правильно снимать показания и грамотно оформлять расчёт. Задание охватывает три больших раздела школьной физики — механику, оптику и электричество, поэтому важно уверенно владеть формулами именно этих тем и понимать физический смысл измеряемых величин, а не просто помнить их символы.

Как выглядит формулировка и сколько баллов

В условии обычно перечисляется оборудование (например: динамометр, брусок, набор грузов; или линза, источник света, экран; или источник тока, амперметр, вольтметр, резистор, провода) и формулируется цель — определить физическую величину: коэффициент трения, жёсткость пружины, плотность тела, фокусное расстояние линзы, сопротивление проводника. Иногда показания приборов нужно «снять» по рисунку.

Максимум за задание — 4 балла. Обычные критерии:

• 1 балл — верно указана формула (метод), связывающая измеряемые величины с искомой;
• 1 балл — верно описано, что и как измеряется, каким прибором;
• 1 балл — верно записаны показания приборов или данные с рисунка;
• 1 балл — верно выполнен расчёт и получен ответ с единицами измерения.

Баллы засчитываются только при полном и последовательном оформлении: формула → измерения → подстановка → вычисление → ответ.

Что нужно знать

Механика:

• Вес тела: $P = mg$, где $g \approx 10\ \text{Н/кг}$.
• Сила трения скольжения: $F_{тр} = \mu N$, при движении по горизонтали $N = P$.
• Закон Гука: $F_{упр} = kx$, где $x$ — удлинение пружины.
• Плотность вещества: $\rho = \dfrac{m}{V}$.
• Скорость равномерного движения: $v = \dfrac{s}{t}$.
• Момент силы: $M = Fl$, условие равновесия рычага $F_1 l_1 = F_2 l_2$.
• Работа и мощность: $A = Fs$, $N = \dfrac{A}{t} = Fv$.

Оптика:

• Формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$, где $d$ — расстояние от предмета до линзы, $f$ — от линзы до изображения.
• Увеличение: $\Gamma = \dfrac{f}{d} = \dfrac{H}{h}$.
• Закон отражения: угол падения равен углу отражения.
• Закон преломления: $n = \dfrac{\sin\alpha}{\sin\beta}$.

Электричество:

• Закон Ома: $I = \dfrac{U}{R}$.
• Последовательное соединение: $R = R_1 + R_2$, $I=I_1=I_2$, $U=U_1+U_2$.
• Параллельное соединение: $\dfrac{1}{R} = \dfrac{1}{R_1} + \dfrac{1}{R_2}$, $U=U_1=U_2$, $I=I_1+I_2$.
• Мощность: $P = UI = I^2R = \dfrac{U^2}{R}$.

Цена деления прибора = (верхнее значение шкалы − нижнее значение шкалы) / число делений; показания снимаются по ближайшему делению шкалы.

Методы решения

1. Метод прямого измерения и подстановки — все величины формулы измеряются напрямую. Пример: для плотности тела правильной формы измеряют размеры (объём $V$) и массу $m$, вычисляют $\rho = m/V$.

2. Метод равномерного движения (динамометрический) — тело тянут динамометром равномерно, тогда показание равно силе трения. Пример: вес бруска $P=2$ Н, показание при равномерном движении $F_{тр}=0,6$ Н, значит $\mu = F_{тр}/P = 0,3$.

3. Метод серии измерений (график) — несколько опытов при разных значениях одной величины. Пример: подвешивают разные грузы к пружине, для каждого веса $F$ измеряют удлинение $x$, находят $k = F/x$ и берут среднее по нескольким измерениям.

4. Оптический метод — предмет, линза и экран на одной прямой (оптической скамье); экран двигают до чёткого изображения, измеряют $d$ и $f$, вычисляют фокусное расстояние по формуле линзы.

5. Электроизмерительный метод — амперметр включают последовательно, вольтметр параллельно измеряемому элементу; сопротивление находят через закон Ома, мощность — через $P=UI$.

Алгоритм решения по шагам

1. Определить искомую величину и данное оборудование.
2. Вспомнить формулу, связывающую искомую величину с измеримыми.
3. Расписать, что и каким прибором измеряется, указать единицы.
4. Определить цену деления прибора и снять показания.
5. При необходимости провести несколько измерений и взять среднее.
6. Подставить значения в формулу, перевести единицы (мм → м, г → кг, см → м) и вычислить.
7. Записать ответ с единицами измерения и оценить его правдоподобность.

Разбор примеров

Пример 1. Механика — коэффициент трения

Условие: дано оборудование — динамометр, деревянный брусок массой $m = 200$ г, набор грузов. Определите коэффициент трения скольжения бруска по столу.

Шаг 1. Искомая величина — $\mu$. Формула: $F_{тр} = \mu N$, при горизонтальном движении $N = P = mg$.

Шаг 2. Значит $\mu = \dfrac{F_{тр}}{mg}$.

Шаг 3. Подвешиваем брусок на динамометр и находим его вес: $P = mg = 0,2 \cdot 10 = 2$ Н.

Шаг 4. Кладём брусок на стол, цепляем динамометром и тянем строго горизонтально так, чтобы брусок двигался равномерно. Показание динамометра при равномерном движении равно силе трения: $F_{тр} = 0,6$ Н.

Шаг 5. $\mu = \dfrac{0,6}{2} = 0,3$.

Ответ: $\mu = 0,3$.

Пример 2. Оптика — фокусное расстояние линзы

Условие: дано оборудование — источник света, собирающая линза, экран, линейка на оптической скамье. Определите фокусное расстояние линзы.

Шаг 1. Искомая величина — $F$. Формула тонкой линзы: $\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{d} + \dfrac{1}{f}$.

Шаг 2. Располагаем источник, линзу и экран на одной прямой. Передвигаем экран до получения чёткого изображения. Измеряем: $d = 20$ см, $f = 20$ см.

Шаг 3. Переводим в метры: $d = 0,2$ м, $f = 0,2$ м.

Шаг 4. $\dfrac{1}{F} = \dfrac{1}{0,2} + \dfrac{1}{0,2} = 5 + 5 = 10\ \text{м}^{-1}$.

Шаг 5. $F = \dfrac{1}{10} = 0,1$ м $= 10$ см.

Ответ: $F = 10$ см.

Пример 3. Электричество — сопротивление резистора

Условие: дано оборудование — источник тока, резистор, амперметр, вольтметр, провода, ключ. Определите сопротивление резистора.

Шаг 1. Искомая величина — $R$. Закон Ома: $I = \dfrac{U}{R}$, откуда $R = \dfrac{U}{I}$.

Шаг 2. Резистор подключаем последовательно с амперметром, вольтметр — параллельно резистору.

Шаг 3. Замыкаем цепь: $I = 0,3$ А, $U = 4,5$ В.

Шаг 4. $R = \dfrac{4,5}{0,3} = 15$ Ом.

Ответ: $R = 15$ Ом.

Типичные ошибки и ловушки

• Неверное включение приборов: амперметр — последовательно, вольтметр — параллельно измеряемому элементу.
• Снятие показаний «на глаз» без учёта цены деления шкалы.
• Отсутствие перевода единиц измерения перед подстановкой в формулу.
• Использование веса тела вместо силы нормальной реакции опоры на наклонной поверхности ($N = P\cos\alpha$ на наклонной плоскости).
• Измерение силы трения при неравномерном движении тела — показание динамометра тогда не равно силе трения.
• Расположение предмета, линзы и экрана не на одной оптической оси — изображение нечёткое, расстояния измерены неверно.
• Отсутствие описания метода измерения — даже верный числовой ответ без объяснения теряет баллы.
• Слишком грубое или, наоборот, избыточное округление окончательного ответа.

Как готовиться

Полезно регулярно прорабатывать реальные лабораторные работы школьного курса: измерение плотности, жёсткости пружины, коэффициента трения, фокусного расстояния линзы, сопротивления проводника. Важно не просто запомнить формулы, а несколько раз вживую или по иллюстрациям поработать с приборами — динамометром, амперметром, вольтметром, линейкой, оптической скамьёй — и научиться правильно определять цену деления шкалы и снимать показания. Стоит решить много вариантов из открытого банка заданий, каждый раз чётко прописывая четыре шага: формула, измерения, подстановка, вычисление с единицами. Полезно завести таблицу формул по механике, оптике и электричеству и регулярно её повторять, а также тренироваться быстро переводить единицы измерения — это одна из самых частых причин потери баллов.