某小组进行了探究“电流与电阻的关系”的实验，某小组设计了如图甲所示的实验电路。实验室中可选用的器材有：两节新干电池，电流表、电压表各一只，开关一个，阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω、50 Ω的定值电阻各一个，滑动变阻器一个，导线若干。

【基础设施】
(1)如图乙所示的实验电路中有一根导线连接错误，请在接错的导线上画“×”，然后另画一根导线使电路连接正确。
(2)闭合开关前，应将滑动变阻器滑片滑到最（填“左”或“右”）端。此实验中滑动变阻器的作用是保护电路和。
(3)故障排除后，小华移动滑动变阻器滑片，使电压表示数为2 V，读出电流表示数后，断开开关，他直接拆下10 Ω的电阻，改换成阻值为20 Ω的电阻继续做实验，闭合开关，电压表示数如图丙所示，其示数是V，要完成这次实验，接下来他应将滑动变阻器滑片向（填“左”或“右”）端移动，并观察（填“电流表”或“电压表”），使其示数为。
(4)当小华改用50 Ω的电阻继续实验时，发现无论怎样移动滑动变阻器滑片，都无法使电压表示数达到实验要求的值，你认为原因可能是（填字母序号）。
A. 滑动变阻器的最大阻值太大
B. 电压表量程选小了
C. 滑动变阻器的最大阻值太小
(5)小华解决了上述问题后，完成了实验，利用收集到的多组数据，作出了如图丁所示的电流I随电阻R变化的关系图像，图中阴影部分“面积”表示的物理量是；进一步研究发现由图线上任一点和坐标轴围成的矩形“面积”大小都相等，由此可得出的实验结论是。小华选用的滑动变阻器的最大阻值至少为Ω。
【能力设问】
(6)小亮认为小华作出的I-R图像为曲线，不便直接判断I与R的定量关系，于是对图像中的坐标进行了巧妙变换，从而直观判断出了I与R的关系。你认为小亮的改进方法是。
(7)其他小组也进行了实验，小组间交流时，发现相邻两个小组在相同的坐标系中画出的图像分别如图戊、己所示，你认为他们的图像不同的原因是。

【拓展设问】
(8) 新考法 小亮也用图甲所示的电路图探究电流与电阻的关系，电源为两节新干电池，小亮选用的滑动变阻器的规格为“10 Ω 1 A”。若题述4个定值电阻均能完成实验，则应控制定值电阻两端电压不低于V。

(1)如图所示。
(2)左 保持定值电阻两端电压不变
(3)2.3 左 电压表 2 V
(4)C
(5)电压 当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比 25
(6)将横坐标R变为$\frac{1}{R}$，作出I与$\frac{1}{R}$关系的图像
(7)这两个小组所控制的定值电阻两端电压不同
(8)2.5
【解析】
(3)由题图丙可知,电压表量程为0~3 V,其示数为2.4 V,拆下阻值为10 Ω的电阻,改换成阻值为20 Ω的电阻,闭合开关,电压表的示数会变大,应增大滑动变阻器的阻值,则应将变阻器滑片向左移动,使电压表的示数为2 V不变。
(4)改用50 Ω的电阻时,电路中的电流 $I = \frac{U}{R} = \frac{2\ \mathrm{V}}{50\ \Omega} = 0.04\ \mathrm{A}$,滑动变阻器连入电路的阻值$R_{\mathrm{滑}}=\frac{U_{\mathrm{滑}}}{I}=\frac{3\ \mathrm{V}-2\ \mathrm{V}}{0.04\ \mathrm{A}}=25\ \Omega$,若滑动变阻器的最大阻值小于25 Ω,把滑动变阻器阻值全部接入电路,滑动变阻器分得的电压还是较小,不能使定值电阻两端电压达到要求的值。
(5)阴影部分“面积”可由横坐标和纵坐标的乘积得出,由$U=IR$可知,阴影部分面积为电压。实验结论是当导体两端的电压一定时,通过导体的电流与导体的电阻成反比。由(4)可得,滑动变阻器最大阻值至少为25 Ω。
(6)如题图丁所示的I-R图像为曲线,不便直观判断I与R的定量关系,根据$I=\frac{U}{R}=U· \frac{1}{R}$可知,电压不变时,电流I与电阻的倒数$\frac{1}{R}$成正比,故可将横坐标R变为$\frac{1}{R}$,从而直观判断出I与R的关系。
(8)由串联电路电压规律知,滑动变阻器两端的电压为$U_{\mathrm{滑}}= U - U_{\mathrm{v}}$,根据串联电路电流处处相等知,$\frac{U-U_{\mathrm{v}}}{R_{\mathrm{滑}}}=\frac{U_{\mathrm{v}}}{R_{\mathrm{定}}}$,即$\frac{U}{U_{\mathrm{v}}} - 1 = \frac{R_{\mathrm{滑}}}{R_{\mathrm{定}}}$,因电源电压和电压表示数不变,则当滑动变阻器的最大阻值接入电路时,对应的定值电阻最大,即$\frac{3\ \mathrm{V}}{U_{\mathrm{v}}} - 1 = \frac{10\ \Omega}{50\ \Omega}$,故$U_{\mathrm{v}}=2.5\ \mathrm{V}$。

【分析】
本题是探究“电流与电阻的关系”的电学实验，需结合实验原理、操作规范、欧姆定律等知识逐一分析各问题：
1. 电路连接错误：探究电流与电阻关系时，电压表应并联在定值电阻两端，据此找出错误导线并修正；
2. 滑动变阻器操作：闭合开关前滑片调至最大阻值处，实验中滑动变阻器需控制定值电阻两端电压不变；
3. 电压调节：更换更大阻值的定值电阻后，定值电阻分压变大，需增大滑动变阻器阻值使定值电阻电压回到控制值；
4. 滑动变阻器阻值不足：当定值电阻过大时，若滑动变阻器最大阻值太小，无法使定值电阻电压达到要求；
5. 图像分析：I-R图像中，阴影面积为I×R即电压，结论结合控制变量法得出，滑动变阻器最大阻值由最大定值电阻和控制电压计算；
6. 图像变换：将横坐标R换为1/R，可使I与1/R成正比，图像为直线；
7. 图像差异：不同小组控制的定值电阻两端电压不同，导致I-R图像不同；
8. 控制电压计算：根据串联电路分压规律，结合滑动变阻器最大阻值和定值电阻最大阻值，计算控制的最小电压。
【解析】
(1) 原电路中电压表并联在滑动变阻器和定值电阻两端，应改为并联在定值电阻R两端，在接错的导线上画“×”，重新连接导线（如图所示）。
(2) 闭合开关前，滑动变阻器滑片应滑到最大阻值处，由图可知滑片在最左端时电阻最大，故填“左”；探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，因此滑动变阻器的作用是保护电路和保持定值电阻两端电压不变。
(3) 电压表选用0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.4V；更换20Ω电阻后，定值电阻分压变大，需增大滑动变阻器阻值，故滑片向左移动，观察电压表，使其示数回到控制值2V。
(4) 当用50Ω电阻时，电路电流I=U/R=2V/50Ω=0.04A，滑动变阻器需分担电压3V-2V=1V，此时滑动变阻器阻值R滑=1V/0.04A=25Ω，若滑动变阻器最大阻值小于25Ω，无法使定值电阻电压达到2V，故选C。
(5) 阴影部分面积为I×R，根据U=IR，可知面积表示电压；实验结论：当导体两端电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；由(4)知滑动变阻器最大阻值至少为25Ω。
(6) 根据I=U/R=U·(1/R)，电压不变时，电流I与电阻的倒数1/R成正比，故将横坐标R变为1/R，作出I与1/R的关系图像，可直观判断I与R的关系。
(7) 探究电流与电阻的关系时，需控制定值电阻两端电压不变，不同小组控制的定值电阻两端电压不同，因此I-R图像不同。
(8) 电源电压为3V，设控制定值电阻两端电压为Uv，根据串联分压规律：(3V - Uv)/10Ω = Uv/50Ω，解得Uv=2.5V，即应控制定值电阻两端电压不低于2.5V。
【答案】
(1) 如图所示。
(2) 左；保持定值电阻两端电压不变
(3) 2.4；左；电压表；2 V
(4) C
(5) 电压；当导体两端的电压一定时，通过导体的电流与导体的电阻成反比；25
(6) 将横坐标R变为$\frac{1}{R}$，作出I与$\frac{1}{R}$关系的图像
(7) 这两个小组所控制的定值电阻两端电压不同
(8) 2.5
【知识点】
欧姆定律；探究电流与电阻的关系；滑动变阻器的使用
【点评】
本题全面考查了探究电流与电阻关系实验的核心内容，涵盖电路连接、操作规范、数据处理、误差分析等，是电学实验的典型题型，需熟练掌握控制变量法和欧姆定律的应用。
【难度系数】
0.5