由电路图可知，电键S闭合时，电路为灯泡的简单电路，电流表测电路中的电流，电压表测电源的电压；
当电键断开时，定值电阻与灯泡串联，电流表测电路中的电流，电压表测灯泡两端的电压，
∵串联电路中总电阻等于各分电阻之和，
∴此时电路中的总电阻变增大，故A正确，不符合题意；
∵I=

U

R

，
∴电路中的电流变小，即电流表的示数变小，故B正确，不符合题意；
∵串联电路中总电压等于各分电压之和，
∴电压表的示数减小，故D不正确，符合题意；
∵P=I²R，且灯泡的亮暗取决于实际功率的大小，
∴灯泡的实际功率变小，灯泡变暗，故C正确，不符合题意．
故选D．