小文设计了如图甲所示的实验来研究电磁现象，当他闭合开关 $S$后，发现小磁针发生了偏转，这说明电流的周围存在着　　，这一现象最早是由　　（选填“法拉第”、“奥斯特”或“安培” $)$发现的；接着小文又找来了一个小铁钉，把导线的一部分绕在上面，制成了一个电磁铁在电路乙中。当再次闭合开关 $S$后，小磁针静止时 $N$极的指向如图乙所示，据此他判断出　　端是电源的正极（选填“ $a$”或“ $b$” $)$