在如图所示的电路中,V表的示数是6V,电阻R的阻值为5Ω,电流每分钟在R上产生的热量是12J,灯泡L的额定功率为4W,若灯泡的电阻不变,求灯泡的额定电压.

问题描述:

在如图所示的电路中,V表的示数是6V,电阻R的阻值为5Ω,电流每分钟在R上产生的热量是12J,灯泡L的额定功率为4W,若灯泡的电阻不变,求灯泡的额定电压.

∵Q=I2Rt,
∴12J=I2×5Ω×60s,解得:I=0.2A,
∵I=

U
R

∴电阻两端电压:UR=IR=0.2A×5Ω=1V,
灯泡两端电压:UL=6V-1V=5V,
∵I=
U
R

∴灯泡的电阻RL=
UL
I
=
5V
0.2A
=25Ω,
∵P=
U2
R

∴灯泡额定电压:
U=
PRL
=
4W×25Ω
=10V.
答:灯泡的额定电压为10V.
答案解析:先根据焦耳定律的变形公式和电阻产生的热量求出电路中的电流,然后利用欧姆定律求出电阻两端电压,根据串联电路电压特点可知灯泡两端电压,最后根据功率的变形公式即可求出灯泡的额定电压.
考试点:焦耳定律的计算公式及其应用.
知识点:本题考查欧姆定律、焦耳定律以及功率公式的灵活应用,重点是公式的灵活变形.