小刚同学在“研究电流与电阻关系”的实验时，设计了如图甲所示电路图．
（1）为了达到实验目的，实验过程中必须保持______不变．
（2）小刚按电路图连接好电路，试触时发现电压表和电流表出现图乙所示情况，这是由于：
①电压表______；
②电流表______．
（3）请用笔画线代替导线，按甲电路将图丙中的器材连接起来．
（4）如表是小刚按正确操作进行实验时的数据记录，第3次实验时电流表示数如图丁所示，请将数值填写在表的空白处．分析数据，可以得出的初步结论是：______．
| 实验次数 | 电阻R/Ω | 电流I/A |
| 1 | 5 | 1 |
| 2 | 10 | 0.5 |
| 3 | 20 | ______ |
测石块的密度：
如图所示，根据通入电流的方向，标出U形电磁铁的N、S极．
（1）如图所示弹簧测力计的量程是______N，它的1大格表示______N，每1小格表示______N．经过调零后测量，从图中指针的位置可知它受到向下的拉力是______N．
物理课上，老师请同学们设计一个测量未知电阻Rx的实验，各组同学都提出了自己的设计方案，下列是两组同学的设计情况：
（2）乙组同学的方案则不同，他们所设计的实验电路如图，以下是他们实验的主要操作步骤，请根据你的理解写出②③两个必要的实验步骤和相关物理量的符号：