例說2010年高考物理對創(chuàng)新能力的考查

　　江澤民同志曾說過：“創(chuàng)新是一個民族進步的靈魂，是一個國家興旺發(fā)達的不竭動力?！焙\濤總書記指出：“走中國特色的自主創(chuàng)新道路，必須培養(yǎng)造就宏大的創(chuàng)新型人才隊伍。”提高我國自主創(chuàng)新能力，建設創(chuàng)新型國家，是我國重大戰(zhàn)略部署，是國家發(fā)展戰(zhàn)略的核心和提高綜合國力的關鍵。在新的形勢下，培養(yǎng)和造就宏大的創(chuàng)新型人才隊伍，已成為落實科學發(fā)展觀、行業(yè)創(chuàng)優(yōu)爭先、實施科教興國人才強國戰(zhàn)略、全面加強人才隊伍建設的重大戰(zhàn)略任務。為適應創(chuàng)新型人才選拔和培養(yǎng)的需要，2010年高考物理試題，都進行大膽創(chuàng)新，推出一大批考查創(chuàng)新能力的好題，本文簡析幾例，以饗讀者。
　　
　　1 學習能力
　　
　　知識是創(chuàng)造的基礎，國家要成為創(chuàng)新型國家，首先要成為學習型國家；學生要成為創(chuàng)新型人才，首先要學會學習。2010年高考試題中，很多題是先顯現(xiàn)學習材料，考生先學習學習材料，然后答題，如北京理綜第23題：
　　利用霍爾效應制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應用于測量和自動控制等領域。
　　如圖1甲，將一金屬或半導體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側面a、b間通以電流I時，另外兩側c、f間產生電勢差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側偏轉和積累，于是c、f間建立起電場EH，同時產生霍爾電勢差UH。當電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，EH和UH達到穩(wěn)定值，UH的大小與I和B以及霍爾元件厚度d之間滿足關系式UH=RHIBd，其中比例系數(shù)RH稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質有關。
　?。?）設半導體薄片的寬度（c、f間距）為l，請寫出UH和EH的關系式；若半導體材料是電子導電的，請判斷圖1甲中c、f哪端的電勢高；
　?。?）已知半導體薄片內單位體積中導電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請導出霍爾系數(shù)RH的表達式。（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導電電子定向移動的平均速率）；
　?。?）圖1乙是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個永磁體，相鄰永磁體的極性相反?；魻栐糜诒粶y圓盤的邊緣附近。當圓盤勻速轉動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖1丙所示。
　　a.若在時間t內，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請導出圓盤轉速N的表達式。
　　b.利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程。除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實例或設想。
　　霍爾效應在課程標準中安排為學生的選擇實驗，在人教版教材中安排為課題研究，都未作為知識內容安排。而此題給出霍爾電勢差公式UH=RHIB/d，考生就要認真學習，明確各物理量意義。先由洛倫茲力方向的判定看前、后兩面電荷的累積，確定c端電勢高；由電流達到穩(wěn)定時，洛倫茲力等于電場力，而UH=EHl；將題給的公式變形，RH=UHd/BI，再將I=nevS，S