4. 某实验小组利用如图甲所示的电路测量待测电阻的电阻R，电源电压保持3 V不变，滑动变阻器的铭牌上标有“20 Ω 0.5 A”的字样，实验数据记录如表所示。

(1)请根据图甲把图乙所示的实物电路连接完整。
(2)正确连接电路后，进行第3次实验时，电流表示数如图丙所示，为A。该待测电阻的阻值为Ω(结果保留1位小数)。
(3)第1次和第3次实验时滑动变阻器阻值之比为。
(4)实验完成后，该小组同学又取来10 Ω、15 Ω、20 Ω的定值电阻，并利用该电路探究电流与电阻的关系，为使所有电阻都能完成实验，在不改变电路连接的情况下，定值电阻两端电压不能小于V。
(5)完成前面的实验后，改变电源电压，小亮发现利用如图丁所示的电路也可以测出待测电阻的电阻R，操作步骤如下：
①闭合开关，调节滑动变阻器的滑片，读出电流表和电压表的示数分别为0.40 A、2.5 V。
②再次调节滑动变阻器的滑片，使电流表和电压表的示数分别为0.50 A、2 V。
③断开开关，计算得出待测电阻的阻值R=Ω。

(1)
(2)0.42 4.9
(3)21∶5
(4)1.5
(5)5

【分析】
本题围绕电学实验核心考点展开：1. 实物连接需遵循伏安法测电阻的电路规则，明确电表量程和滑动变阻器接线要求；2. 读取电流表示数要先确定量程和分度值，待测电阻阻值需多次测量求平均值减小误差；3. 滑动变阻器阻值计算利用串联电路电压规律和欧姆定律；4. 探究电流与电阻关系需用控制变量法，结合串联分压分析定值电阻两端电压的最小值；5. 特殊方法测电阻利用电源电压不变，联立两次实验的电压电流关系求解。
【解析】
(1) 实物连接：电流表选0~0.6A量程串联入电路，电压表选0~3V量程并联在待测电阻两端，滑动变阻器“一上一下”接线，补全对应导线（同参考答案图示）。
(2) 电流表用0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.42A；待测电阻阻值为三次测量的平均值，计算得约4.9Ω。
(3) 第1次实验滑动变阻器电压为3V减去待测电阻两端电压，结合欧姆定律得阻值，第3次同理，两者比值为21∶5。
(4) 探究电流与电阻关系时，当定值电阻最大（20Ω）、滑动变阻器最大（20Ω），串联分压得定值电阻两端最小电压为1.5V。
(5) 设电源电压为U，待测电阻为R，联立两次实验的电压电流关系：U=I₁R+U₁、U=I₂R+U₂，解得R=(2.5V-2V)/(0.5A-0.4A)=5Ω。
【答案】
(1)
(2)0.42；4.9
(3)21∶5
(4)1.5
(5)5
【知识点】
伏安法测电阻、欧姆定律应用、电流与电阻关系探究
【点评】
本题综合考查电学实验的核心内容，涵盖电路连接、电表读数、电阻计算、实验探究等，需熟练运用串联电路规律和欧姆定律，注意控制变量法和误差分析的应用，是中等难度的电学综合题。
【难度系数】
0.5