5. 中空圓筒形導體中的電流所產生的磁場,會對其載流粒子施加磁力,故被用於設計能提供安全核能且燃料不虞匱乏的核熔合反應器。如圖所示,筒壁很薄、半徑為 R 的鋁製長直圓筒,電流 I 平行於筒軸穩定流動,均勻通過筒壁各截面, 而可當作為 n 條完全相同且平行的長直載流導線,每條導線的電流都為i= 。若 n 比 1 大得多。
(1) 試求每單位面積垂直作用於筒壁的磁力。(5 分)