A camera não calcula errado, o manual diz que em modo AV a camera faz a fotometria tentando expor corretamente o plano de fundo, enquanto o flash se encarrega de expor o primeiro plano no modo eTTL (na realidade é mais complicado, porque o flash pode atingir tanto o primeiro plano quanto o fundo.
É só fazer um teste, coloque no modo M e vá variando a abertura e a velocidade aleatoriamente, você vai ver que o primeiro plano sempre vai estar corretamente exposto em (quase) qualquer situação, porque o TTL do flash se encarrega de compensar as diferentes configurações (Respeitando é claro os limites da velocidade de sincronismo e potencia do flash.
A melhor explicação sobre o uso do flash que eu já vi até agora foi em um DVD chamado "OneLight" do Zack Arias. Embora ele explique o uso de flashes de estudio (tudo no manual), tem conceitos importantes de velocidade de sincronismo, potencia de flash, distancia entre flash-assunto-fundo, etc. Se você tiver oportunidade de assistir esse DVD,não vai se arrepender.
Na pratica você pode colocar no M, fixar a abertura e observar o indicador de exposição no viewfinder (apertando o botão do shutter até a metade). Se estiver indicando sub-exposição, diminua a velocidade simplemente girando o dial até que o indicador saia da posição -2EV (melhor se conseguir chegar ao centro).
Se o ambiente estiver muito escuro e para conseguir uma correta exposição do fundo forem necessárias velocidades como 0,5s, 1s ou mais, aí você vai ter que decidir se aumenta o ISO, aumenta a abertura, usa um tripé e pede para todo mundo brincar de estatua ou deixa o fundo escuro mesmo.
Outra coisa interessante é deixar o flash em segunda cortina, porque se a imagem borrar devido a baixas velocidades, pelo menos o flash vai congelar o momento final. Pense em uma pessoa andando e uma exposição de 2s, com o flash em primeira cortina vai congelar o inicio do movimento e o borrão vai se extender a frente dele, já com o flash em segunda cortina, o borrão ficará para trás e em alguns casos fica até bonito o efeito.