例說2010年高考物理對(duì)創(chuàng)新能力的考查

　　江澤民同志曾說過：“創(chuàng)新是一個(gè)民族進(jìn)步的靈魂，是一個(gè)國(guó)家興旺發(fā)達(dá)的不竭動(dòng)力。”胡錦濤總書記指出：“走中國(guó)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(duì)伍。”提高我國(guó)自主創(chuàng)新能力，建設(shè)創(chuàng)新型國(guó)家，是我國(guó)重大戰(zhàn)略部署，是國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略的核心和提高綜合國(guó)力的關(guān)鍵。在新的形勢(shì)下，培養(yǎng)和造就宏大的創(chuàng)新型人才隊(duì)伍，已成為落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、行業(yè)創(chuàng)優(yōu)爭(zhēng)先、實(shí)施科教興國(guó)人才強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略、全面加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè)的重大戰(zhàn)略任務(wù)。為適應(yīng)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(jìn)行大膽創(chuàng)新，推出一大批考查創(chuàng)新能力的好題，本文簡(jiǎn)析幾例，以饗讀者。
　　
　　1 學(xué)習(xí)能力
　　
　　知識(shí)是創(chuàng)造的基礎(chǔ)，國(guó)家要成為創(chuàng)新型國(guó)家，首先要成為學(xué)習(xí)型國(guó)家；學(xué)生要成為創(chuàng)新型人才，首先要學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)。2010年高考試題中，很多題是先顯現(xiàn)學(xué)習(xí)材料，考生先學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)材料，然后答題，如北京理綜第23題：
　　利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測(cè)量和自動(dòng)控制等領(lǐng)域。
　　如圖1甲，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場(chǎng)B中，在薄片的兩個(gè)側(cè)面a、b間通以電流I時(shí)，另外兩側(cè)c、f間產(chǎn)生電勢(shì)差，這一現(xiàn)象稱為霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動(dòng)電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是c、f間建立起電場(chǎng)EH，同時(shí)產(chǎn)生霍爾電勢(shì)差UH。當(dāng)電荷所受的電場(chǎng)力與洛倫茲力處處相等時(shí)，EH和UH達(dá)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(guān)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(zhì)有關(guān)。
　　（1）設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（c、f間距）為l，請(qǐng)寫出UH和EH的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請(qǐng)判斷圖1甲中c、f哪端的電勢(shì)高；
　　（2）已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為n，電子的電荷量為e，請(qǐng)導(dǎo)出霍爾系數(shù)RH的表達(dá)式。（通過橫截面積S的電流I=nevS，其中v是導(dǎo)電電子定向移動(dòng)的平均速率）；
　　（3）圖1乙是霍爾測(cè)速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著m個(gè)永磁體，相鄰永磁體的極性相反。霍爾元件置于被測(cè)圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號(hào)圖像如圖1丙所示。
　　a.若在時(shí)間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，請(qǐng)導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速N的表達(dá)式。
　　b.利用霍爾測(cè)速儀可以測(cè)量汽車行駛的里程。除此之外，請(qǐng)你展開“智慧的翅膀”，提出另一個(gè)實(shí)例或設(shè)想。
　　霍爾效應(yīng)在課程標(biāo)準(zhǔn)中安排為學(xué)生的選擇實(shí)驗(yàn)，在人教版教材中安排為課題研究，都未作為知識(shí)內(nèi)容安排。而此題給出霍爾電勢(shì)差公式UH=RHIB/d，考生就要認(rèn)真學(xué)習(xí)，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(shì)高；由電流達(dá)到穩(wěn)定時(shí)，洛倫茲力等于電場(chǎng)力，而UH=EHl；將題給的公式變形，RH=UHd/BI，再將I=nevS，S