A、B、三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线；
通过作图可知，当F1、F2的合力F可以在F1与F2之间的任意方向，而三力平衡时，三个力中任意两个力的合力与第三个力等值、反向、共线，故力F3只能在F1与F2之间的某个方向的反方向上，可以在第二象限，也可以在第三象限，当F1、F2的合力F在第一象限时，力F3在第三象限，故AB错误；
C、由于三力平衡，F2与F3的合力始终等于F1，保持不变，故C错误；
D、通过作图可以知道，当F1、F2的合力F与F2垂直时合力F最小，等于F1cosθ，故D正确；
故选：D．
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