为了探究通电螺线管外部磁场的方向，小明设计了如图甲所示实验。

（1）闭合开关，小磁针转动到如图乙所示位置；断开开关，小磁针又回到原来位置（指向南北），这说明通电螺线管周围有　　，通电螺线管的 $a$端为　　极。

（2）调换电源正负极接线后再闭合开关，发现小磁针转动情况与图所示相反。这说明通电螺线管的磁场方向与电流的　　有关。