例说2010年高考物理对创新能力的考查

　　江泽民同志曾说过：“创新是一个民族进步的灵魂，是一个国家兴旺发达的不竭动力。”胡锦涛总书记指出：“走中国特色的自主创新道路，必须培养造就宏大的创新型人才队伍。”提高我国自主创新能力，建设创新型国家，是我国重大战略部署，是国家发展战略的核心和提高综合国力的关键。在新的形势下，培养和造就宏大的创新型人才队伍，已成为落实科学发展观、行业创优争先、实施科教兴国人才强国战略、全面加强人才队伍建设的重大战略任务。为适应创新型人才选拔和培养的需要，2010年高考物理试题，都进行大胆创新，推出一大批考查创新能力的好题，本文简析几例，以飨读者。
　　
　　1 学习能力
　　
　　知识是创造的基础，国家要成为创新型国家，首先要成为学习型国家；学生要成为创新型人才，首先要学会学习。2010年高考试题中，很多题是先显现学习材料，考生先学习学习材料，然后答题，如北京理综第23题：
　　利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。
　　如图1甲，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场B中，在薄片的两个侧面a、b间通以电流I时，另外两侧c、f间产生电势差，这一现象称为霍尔效应。其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是c、f间建立起电场EH，同时产生霍尔电势差UH。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，EH和UH达到稳定值，UH的大小与I和B以及霍尔元件厚度d之间满足关系式UH=RHIBd，其中比例系数RH称为霍尔系数，仅与材料性质有关。
　　（1）设半导体薄片的宽度（c、f间距）为l，请写出UH和EH的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图1甲中c、f哪端的电势高；
　　（2）已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为n，电子的电荷量为e，请导出霍尔系数RH的表达式。（通过横截面积S的电流I=nevS，其中v是导电电子定向移动的平均速率）；
　　（3）图1乙是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着m个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图1丙所示。
　　a.若在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为P，请导出圆盘转速N的表达式。
　　b.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。
　　霍尔效应在课程标准中安排为学生的选择实验，在人教版教材中安排为课题研究，都未作为知识内容安排。而此题给出霍尔电势差公式UH=RHIB/d，考生就要认真学习，明确各物理量意义。先由洛伦兹力方向的判定看前、后两面电荷的累积，确定c端电势高；由电流达到稳定时，洛伦兹力等于电场力，而UH=EHl；将题给的公式变形，RH=UHd/BI，再将I=nevS，S