Нет, не так, для начала рассмотрим без АвтоИСО и в М режиме камеры (в 5100 нет режима быстрой синхронизации, так что без разницы встроенная или внешняя вспышка), камера сама ограничит самую короткую выдержку, заданной в пункте меню выдержка синхронизации, собственно Вы сами задаете экспотройку, при дожатии кнопки спуска (оставим пока в стороне возможность отдельной блокировки вспышки) будут сделаны измерительные предпыхи для определения мощности вспышки с точки зрения правильного экспонирования объекта (как говорил, это зависит от типа замера, т.е. в матричном и точечном важно где в этот момент находиться точка фокусиррвки, а в центральновзвешенном, что находиться в центре видоискателя,т.к. это и определяет этот самый объект).
В режиме А, что с АвтоИСО, что без оного (в камерах, начиная с 7000, в старых АвтоИСО работает не так, у меня по старому АвтоИСО в 7000 работает в режиме CMD вспышки, которого в 5100 нет) камера в режиме не медленной синхронизации вспышки пытается проэкспонировать кадр без учета вспышки, согласно ограничениям выдержки между выдержкой синхронизации и выдержкой вспышки или, если включено АвтоИСО, его выдержкой (опять же, если это ограничение попадает в вышесказанный промежуток), а ИСО будет либо текущее, либо если включено АвтоИСО, по его ограничениям, после дожатия кнопки замер экспозиции блокируется, а дальше все как и в М режиме.
Если мощности пыхи не хватит, то и не хватит, ничего по этому поводу камера делать не будет.