Задание № 17 по физике: лабораторный эксперимент

Нужно собрать установку на выданном оборудовании, провести измерения, оформить таблицу, график или схему и сделать вывод. Возможны косвенные измерения плотности, силы Архимеда, коэффициента трения, жёсткости пружины, момента силы, работы, фокусного расстояния, сопротивления и мощности. Возможны исследования зависимостей с тремя измерениями.

Максимум — 3 балла. Состав ответа зависит от опыта. Ниже полностью разобраны критерии опубликованного примера на зависимость силы тока от напряжения; их нельзя механически переносить на опыт другого типа.

В опыте на косвенное измерение нужно показать измеренные величины и расчёт искомой. В опыте на зависимость — требуемое число измерений и вывод по их сравнению. Ориентируйтесь на перечисленные пункты своего задания.

Косвенное измерение одной величины; проверка зависимости по трём точкам; исследование изображения собирающей линзы. В проекте 2027 года используются комплекты 1, 2, 3, 4 и 6; комплекты 5 и 7 для позиции 17 не применяют.

1. Прочитайте все действия до сборки.
2. Запишите формулу и определите прямые измерения.
3. Проверьте предел прибора, ноль и цену деления.
4. Соберите установку при разомкнутом ключе и соблюдайте инструкцию безопасности.
5. Запишите результаты с единицами и заданной абсолютной погрешностью.
6. Рассчитайте искомое без лишних значащих цифр.
7. Сформулируйте вывод только о проверенной зависимости.

$m$ измеряют весами, $V$ — мензуркой или по размерам тела. Для мензурки объём тела равен разности показаний после и до погружения.

Нужно определить плотность металлического цилиндра. На рисунке установки изобразите весы с цилиндром и мензурку до и после полного погружения цилиндра. Для взвешивания цилиндр ставят на чашу весов. При погружении он должен полностью оказаться под водой без воздушных пузырьков и без потери воды из мензурки. Весы показали $m=(156\pm1)\text{ г}$. Уровень воды в мензурке вырос с $(50\pm1)\text{ мл}$ до $(70\pm1)\text{ мл}$.

Шаг 1. Объём цилиндра: $V=70-50=20\text{ мл}=20\text{ см}^3$.

Шаг 2. Плотность: $\rho=\frac{156}{20}=7{,}8\frac{\text{г}}{\text{см}^3}$.

Шаг 3. В СИ это $7800\frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$.

Шаг 4. В бланке указываем исходные измерения с погрешностями, вычисление и вывод: плотность образца около $7{,}8\frac{\text{г}}{\text{см}^3}$, что согласуется со сталью или железом из справочной таблицы.

Нужно проверить, как сила тока через резистор зависит от напряжения. Используйте регулируемый источник постоянного напряжения, ключ, резистор, амперметр и вольтметр. Снимите три пары показаний. По условию абсолютные погрешности составляют 0,01 А и 0,1 В. Температура резистора за время опыта заметно не меняется.

1. Амперметр ставим в общий путь тока: он должен измерять ток именно через резистор. Вольтметр подключаем к двум концам резистора, чтобы измерять напряжение на нём. Схему собираем при разомкнутом ключе.
2. После проверки схемы и разрешения на проведение опыта замыкаем ключ. Меняем напряжение источника и записываем три пары показаний. Не превышаем допустимые пределы приборов и резистора.

3. Сравниваем результаты: при увеличении напряжения в 2 и в 3 раза ток тоже увеличивается примерно в 2 и в 3 раза. Для проверки отношения получаем $\frac{U}{I}=10\text{ Ом}$ во всех трёх опытах по центральным показаниям.
4. Записываем вывод: в исследованном диапазоне и при неизменных условиях сила тока через резистор прямо пропорциональна напряжению. Измерения с заданной точностью согласуются с законом Ома.

В этом ответе есть все три элемента: схема, три пары измерений с погрешностями и вывод. Числа в примере учебные: в настоящем опыте записывают свои показания. Нельзя переписывать таблицу из справочника вместо проведения измерений.

Не записывайте только результат вычисления: эксперту нужны измерения. Не смешивайте граммы и кубические метры. Не замыкайте электрическую цепь до проверки схемы.

Есть схема или рисунок, все требуемые измерения, единицы, погрешности, расчёт и вывод? Формулировка вывода отвечает именно на вопрос?

Формат, содержание и оценивание сверены с проектом материалов ФИПИ ОГЭ-2027 по физике. Условие примера, решение и объяснение подготовлены FastLearn.