在图所示的电路中，电源电压为20伏且不变，电阻R₁的阻值为25欧，滑动变阻器R₂上标有“20Ω  2A”字样．闭合电键S，电流表的示数为0.5安．

求：

（1）电阻R₁两端的电压U₁．

（2）电阻R₁消耗的功率P₁．

（3）现从阻值分别为10欧、20欧、30欧的电阻中选一个替换电阻R₁，同时将一电压表接入电路中，要求：在移动变阻器滑片P的过程中，两电表的指针均能达到某量程的满刻度处（在这过程中电表位置及量程都不能改变），且电路能正常工作．

满足以上条件时：

第一，替换电阻的阻值为_________欧．

第二，电流表选择_________量程、电压表选择_________量程；电压表接到_________处（选填“ab”、“bc”或“ac”）．

第三，计算出滑动变阻器接入电路的阻值范围（要有计算过程）．

半径为R的半球内表面和圆底面组成封闭系统，则半球内表面对圆底面的角系数X_2，1＝（）。