ОГЭ · Физика · задание 223 балла · ≈12 мин

Задание 22 ОГЭ: Часть 2: расчётная задача повышенной сложности

Задача повышенной сложности: электричество, тепловые явления и оптика в одной задаче. Типовые сюжеты — КПД электрочайника, теплота нагревателя в домашней сети, изображение в собирающей линзе по формуле тонкой линзы. Решение всегда из двух звеньев: сначала ток по закону Ома, потом теплота по Джоулю-Ленцу, или сначала фокус, потом расстояние до изображения. Баллы снимают за непереведённые секунды и сантиметры, забытый характер изображения и ответ без единиц.

Все задания Физика

Что проверяет задание

Развёрнутая задача: КПД нагревателя, закон Джоуля-Ленца, линза. Это задание второй части — здесь нужен развёрнутый ответ с полным решением. Его проверяет эксперт, поэтому оформление и логика шагов так же важны, как сам ответ.

Формулы к заданию

I = \frac{U}{R}

Закон Ома: первый шаг в задачах на ток и теплоту

Q = U I t

Закон Джоуля-Ленца через напряжение, ток и время

η = \frac{Q _{1}}{Q _{2}} \cdot 100%

КПД нагревателя: полезная теплота к затраченной работе тока

\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}

Формула тонкой линзы: фокус, расстояние до предмета и до изображения

Разбор типовых задач

Пример 1

Электрочайник мощностью 2100 Вт нагревает 1,5 кг воды от 20 до 100 °C за 5 минут. Найди КПД чайника. c воды = 4200 Дж/(кг·°C).

Решение по шагам

Полезная работа — нагрев воды: масса 1,5 кг, разность температур 80 градусов.
$Q_{1} = 4200 \cdot 1, 5 \cdot 80 = 504000$
Затраченная работа — работа тока: мощность на время; 5 минут = 300 с.
$Q_{2} = 2100 \cdot 300 = 630000$
КПД — отношение полезной теплоты к затраченной.
$η = \frac{Q _{1}}{Q _{2}} \cdot 100%$
Делим 504 000 на 630 000 и умножаем на сто процентов.
$η = \frac{504000}{630000} \cdot 100% = 80%$
Ответ: КПД чайника 80 %.

Ответ: 80 %

Пример 2

Нагреватель сопротивлением 20 Ом подключён к сети с напряжением 220 В. Какое количество теплоты он выделит за 10 минут работы?

Решение по шагам

Находим ток по закону Ома.
$I = \frac{U}{R} = \frac{220}{20} = 11$
Время переводим в секунды: 10 минут — это 600 с.
Закон Джоуля-Ленца через напряжение и ток.
$Q = U I t$
Подставляем: 220 на 11 на 600.
$Q = 220 \cdot 11 \cdot 600 = 1452000$
Ответ: 1 452 000 Дж, то есть примерно 1,45 МДж.

Ответ: около 1,45 МДж

Пример 3

Предмет находится на расстоянии 25 см от собирающей линзы с оптической силой 5 дптр. На каком расстоянии от линзы получится изображение?

Решение по шагам

Из оптической силы находим фокусное расстояние в метрах.
$F = \frac{1}{D} = \frac{1}{5} = 0, 2$
Записываем формулу тонкой линзы.
$\frac{1}{F} = \frac{1}{d} + \frac{1}{f}$
Выражаем обратное расстояние до изображения: пять минус четыре.
$\frac{1}{f} = 5 - \frac{1}{0 , 25} = 1$
Переворачиваем дробь: изображение в одном метре от линзы.
Ответ: f = 1 м; предмет за фокусом, изображение действительное и перевёрнутое.

Ответ: 1 м

Тренажёр задания (числа меняются)

Клавиши 1–9 выбирают вариант, Enter — «Проверить»

Через нагреватель сопротивлением 20 Ом идёт ток 4 А. Сколько джоулей теплоты выделится за 55 секунд? В ответе — только число.

Затраченная работа электродвигателя — 4·1000 Дж, его КПД 25 %. Найди полезную работу (в джоулях). В ответе — только число.

При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одинакова.

Фокусное расстояние линзы — 25 см. Чему равна её оптическая сила (с единицей измерения)? Ответь коротко.

Предмет находится ближе фокуса собирающей линзы. Какое изображение он даёт?

Через нагреватель сопротивлением 20 Ом идёт ток 2 А. Сколько джоулей теплоты выделится за 47 секунд? В ответе — только число.

Затраченная работа электродвигателя — 1·1000 Дж, его КПД 25 %. Найди полезную работу (в джоулях). В ответе — только число.

При последовательном соединении сила тока во всех участках цепи одинакова.

Типичные ошибки

Считают затраченную работу равной полезной. КПД всегда меньше 100 %: часть энергии уходит в воздух и корпус, поэтому Q₂ больше Q₁.
Путают мощность и работу и не переводят время. Ватты умножают на секунды: 5 минут — это 300 с, иначе КПД уезжает в разы.
Забывают перевести сантиметры в метры в формуле линзы. Оптическая сила в диоптриях требует фокус в метрах: 25 см — 0,25 м.
Не указывают характер изображения. За фокусом собирающей линзы изображение действительное и перевёрнутое — упомяни это в ответе.

Стратегия на экзамене. Повышенная сложность — значит два звена в одной задаче: сначала ток, потом теплота, или сначала фокус, потом изображение. Для КПД нагревателя: полезная работа — нагрев воды Q₁ = cmΔt, затраченная — работа тока Q₂ = N·t или U·I·t; КПД = Q₁/Q₂·100 %, время только в секундах. Для теплоты от тока: сначала закон Ома I = U/R, потом Q = UIt или I²Rt. Для линзы: найди фокус F = 1/D в метрах, затем формула тонкой линзы 1/F = 1/d + 1/f, из неё f = 1/(D − 1/d). Укажи характер изображения: за фокусом — действительное перевёрнутое, до фокуса — мнимое прямое увеличенное. Ответ пиши с единицами и словом, что именно нашли.

Повторить теорию по физике

Разбор задания опирается на формулы и приёмы — если тема вспоминается с трудом, сначала пробегите уроки:

Формат задания 22 на экзамене

Балл за задание: 3. Ориентир по времени: ≈12 минут вместе с оформлением решения. Проверяемая тема: развёрнутая задача: кпд нагревателя, закон джоуля-ленца, линза. На тренировке лимитов нет — сначала точность, скорость придёт после 10–15 решённых задач. Планируйте экзамен так, чтобы не застревать: если решение не идёт — зафиксируйте промежуточный результат, переходите дальше и возвращайтесь в конце, потому что остальные задания дадут больше суммарных баллов.

Частые вопросы про задание 22

Как решать задачу 22 ОГЭ по физике повышенной сложности?

Разбивай задачу на два звена и решай по очереди: ток, затем теплота, или фокус, затем изображение. Промежуточные величины подписывай — за них тоже дают баллы.

Как найти КПД электрочайника?

Полезная работа — нагрев воды Q₁ = cmΔt, затраченная — работа тока Q₂ = N·t. КПД равен отношению Q₁ к Q₂, умноженному на 100 %, время обязательно в секундах.

Как использовать формулу тонкой линзы?

Сначала найди фокус F = 1/D в метрах, потом подставь в 1/F = 1/d + 1/f и вырази f. Не забудь указать характер изображения: действительное или мнимое, перевёрнутое или прямое.

Сколько теплоты выделяет нагреватель за 10 минут в сети 220 В?

Сначала по закону Ома найди ток I = U/R, затем считай Q = UIt, время переведи в секунды. Для нагревателя 20 Ом это 11 А и 1 452 000 Дж.

Что проверяет задание

Формулы к заданию

Разбор типовых задач

Пример 1

Пример 2

Пример 3

Тренажёр задания (числа меняются)

Типичные ошибки

Повторить теорию по физике

Формат задания 22 на экзамене

Частые вопросы про задание 22

Похожие задания