D

$A$、根据图甲可知，电压与电流成正比，因此该电阻为定值电阻，所以图甲是定值电阻的$U-I$图像，则图乙是灯泡的$U-I$图像，故$A$正确；
$B$、由图像甲可知，通过定值电阻的电流和定值电阻两端的电压成正比，故$B$正确；
$C$、由乙图可知，电流与电压不成正比，且电压变化比电流变化快，所以灯泡电阻逐渐增大，灯泡电压和电流越大，其实际功率越大，温度越高，由此可知，小灯泡的电阻随灯丝温度的增加而增大，故$C$正确；
$D$、灯泡的电阻是变化的，不能取多次测量的平均值减小误差，是为了寻找灯丝电阻与温度的关系，故$D$错误。
故选：$D$。