①探究电流与电压的关系时，要保持电阻不变，采用的科学方法是控制变量法；

②小明在实验中进行多组数据测量的目的是得出普遍性的结论；

③小明选用5Ω和10Ω的两只电阻分别进行实验后，由图乙作图如下所示：

由图可知，当电压相等时，M对应的电流大，由欧姆定律，R，M图象对应的电阻小，故M图象对应的是5Ω；

由M图线为过原点的直线，故由M图象得到的实验结论是：电阻一定时，电流与电压成正比；

（2）探究电流与电阻的关系：

①根据串联分压原理可知，将定值电阻由5Ω改接成10Ω的电阻，电阻增大，其分得的电压增大；

探究电流与电阻的实验中应控制电压不变，即应保持电阻两端的电压不变，根据串联电路电压的规律可知应增大滑动变阻器分得的电压，由分压原理，应增大滑动变阻器连入电路中的电阻，所以滑片应向b端移动，才能使电压表示数变为U；

②由串联电路电压的规律和分压原理有：，

方程左边为一定值，故右边也为一定值，当变阻器连入的电阻最大时对应的定值电阻也最大，

此时电压表的示数最小，

即，

U＝1V，即控制的最小电压为1V，最大电压为3V，U的取值范围是1V～3V。

故答案为：（1）①电阻；控制变量法；②得出普遍性的结论；③5Ω；电阻一定时，电流与电压成正比；（2）①b；②1V～3V。